聚乙烯醇修饰多孔氧化铝载体及其表面化学镀制备透氢钯膜

先采用聚乙烯醇(PVA)对多孔氧化铝载体进行修饰,再通过化学镀制备了透氢性能良好的钯膜。PVA修饰层不仅能够有效改善粗糙载体的表面形貌,而且可通过热处理从钯复合膜中去除,以避免修饰层产生的透氢阻力。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了钯复合膜的形貌和组成,并测定了其在350~500°C温度范围内的氢气渗透性能。结果表明,钯膜厚度约为6μm,连续、致密,无明显的针孔和其他缺陷。在温度为500°C、渗透压力为100 kPa的条件下,钯复合膜的H_2渗透通量可达0.238 mol/(m~2·s),理想气体分离因子α(H_2/N_2)达956,并且测试进行100 h后其透氢性能依旧保持稳定。     

基于纯硅沸石修饰层的钯复合膜制备方法研究

以大孔α-Al_2O_3陶瓷管(平均孔径为3μm)为载体,采用水热合成法在其表面形成一层纯硅沸石(Silicalite-1)修饰层,利用化学镀法在经过纯硅沸石修饰后的载体表面成功制备出致密钯复合膜,钯膜厚度约为5 μm.利用SEM对复合膜的结构和形貌进行了分析,并在350～500℃范围内对基于纯硅沸石修饰层的钯复合膜进行气体渗透测试表明,该沸石层修饰法制备的钯复合膜具有良好的氢渗透性.在500℃时,氧气渗透通量可达为0.12mol/(m~2·s),理想气体分离因子α(H_2/N_2)达到420.并对该钯膜与在载体表面直接制备的钯复合膜性能的差异进行了讨论.     

钯复合膜制备方法与支撑体研究进展

介绍了钯复合膜的工作原理和性能特性,并从制备方法和多孔支撑体材料2个方面对钯复合膜分离器进行了总结。化学镀是制备复合膜最常用的制备方法,修饰层、还原剂渗透以及与PVD相结合的化学镀复合制备方法能够有效地改善钯复合膜的质量;增厚法、渗透法、填充法等钯膜修复方法则能够提高钯膜的成品率。目前主流的支撑体材料是多孔金属支撑体和多孔陶瓷支撑体,通过制备中间层、优化支撑体材料以及非匀质支撑体等方法能够提高钯复合膜的质量,多孔玻璃、多孔有机聚合物等新材料的开发也成为未来的发展方向。     

钯膜及其在涉氢反应中的应用研究进展

综述了钯膜应用的研究进展，重点阐述了钯膜的透氢机理、制备方法、表征方法及在涉氢反应中的应用，总结了钯膜透氢性能的影响因素，指出了钯膜在分离和催化反应中面临的挑战，并对钯膜反应器的应用发展前景进行了展望。     

钯膜及钯膜反应器的研究进展

钯基膜具有很高的透氢速率和透氢选择性以及良好的化学和热稳定性,一直是膜技术领域的研究热点。文章综述了钯膜的透氢原理、钯膜制备方法及钯膜反应器的研究进展。重点介绍了钯膜反应器在加氢、脱氢等反应中的应用,并对钯膜反应器的发展趋势进行了展望。     

钯膜及钯膜反应器的研究进展

钯基膜具有很高的透氢速率和透氢选择性以及良好的化学和热稳定性,一直是膜技术领域的研究热点。文章综述了钯膜的透氢原理、钯膜制备方法及钯膜反应器的研究进展。重点介绍了钯膜反应器在加氢、脱氢等反应中的应用,并对钯膜反应器的发展趋势进行了展望。     

超薄Pd～Cu／Al2O3合金膜的透氢性能

以多孔Al2O3陶瓷管为基体,采用化学镀法分步沉积Pd和Cu金属层,再经高温合金化处理,制备组分不同的Pd-Cu合金膜,膜厚均约为4μm.研究合金膜在100~650℃范围内的透氢性能,考察温度和膜组成对透氢性能的影响.结果表明:H2在膜表面的扩散过程是H2渗透速率的主要控制步骤;温度对膜透氢性能的影响规律因膜组成而异,这可能与合金膜在不同组成、不同温度条件下所呈现的晶相结构有关.     

钯膜制备新技术

介绍了钯膜的制备方法及在载体上制备越薄钯膜的改进技术，由无电子电镀过程制备的钯膜对氢渗透速率高，对氢有良好的选择性，由金属有机气相沉积法（MOCVD）在载体孔内沉积钯膜有助于防止氢的脆化作用，利用渗透压的新技术可控制膜的微观结构和孔隙率。将多孔不锈钢作为载体时，利用不同的技术能克服氢的脆化作用，减少钯膜厚度以及防止钯－银层与不锈钢间金属原子的相互扩散，由光催化沉积可在半导体载体上制备越薄钯膜。     

化学镀—电镀结合法制备的Pd-Cu/Al2O3膜及其透氢行为

以多孔Al2O3为基体,先化学镀钯然后再电镀铜,最后进行合金化处理制备了一系列钯铜合金膜。通过SEM、XRD、金相显微镜以及透氢动力学分析等手段考察了膜的性能,并分析了测试温度和合金组成对膜的透氢率、压力指数n值及透氢活化能的影响。前驱体(Cu/Pd/Al2O3膜)在500℃、氢气气氛中经20 h可完全合金化。在所制备的Pd–Cu合金膜中,Pd61Cu39膜的透氢性能最佳。在350~600 C,Pd45Cu55、Pd51Cu49和Pd69Cu31膜的氢通量随温度的降低而减小;Pd61Cu39和Pd63Cu37膜的氢通量随温度的降低是先减小后增大,最后又减小。随温度的降低,Pd45Cu55、Pd51Cu49和Pd69Cu31膜的渗透系数n值有增大的趋势;Pd61Cu39和Pd63Cu37膜的n值变化较为复杂。在所测温度范围,Pd45Cu55、Pd51Cu49、Pd69Cu31膜的透氢活化能分别为32.9、24.1、21.8 kJ mol 1,而Pd61Cu39和Pd63Cu37膜则不存在固定的透氢活化能。XRD测试显示:室温下Pd59Cu41、Pd61Cu39和Pd63Cu37膜的晶体结构为bcc型;Pd45Cu55、Pd51Cu49、Pd69Cu31和Pd81Cu19膜的晶体结构为fcc型。     

钯基阳极氧化改性铝片催化剂的制备及甲苯催化燃烧性能研究

采用阳极氧化法在金属铝片基体表面生成一层具有规整孔道结构的疏松氧化铝膜,把阳极氧化后的金属铝片基体作为催化剂载体,采用化学镀法负载贵金属钯制备甲苯催化燃烧催化剂表现出良好的低温催化活性。实验表明:负载0.4%Pd/Al2O3/Al催化剂作用下,甲苯190℃就完全催化转化,和直接化学镀的催化剂载体相比,阳极氧化改性后的金属铝片基体是一种性质优良、发展前景良好的功能性材料。     

化学镀法制备钯膜工艺

以多孔Al2O3陶瓷管为载体,采用化学镀法制备了钯膜。考察了化学镀温度及载体孔径对制备钯膜的影响,并利用扫描电镜对钯膜形貌结构进行了表征。研究表明,化学镀15min,钯沉积速率较快;反应时间延长至120min,钯沉积量增加,但是沉积速率降低。随着化学镀温度的升高,钯沉积量增加;但是温度过高,会导致钯利用率降低;温度为318K,化学镀钯膜较适宜。在孔径为0.2μm的Al2O3陶瓷管表面制备的钯膜平整、致密,其二次镀钯膜N2渗透速率为1.7×10-9mol/(m2·s·Pa)。     

透氢铌基钯合金膜

目前商用的致密型钯合金膜是钯银合金膜,较高的使用成本限制了其大规模的应用。而铌基钯合金膜因其较高的透氢率,机械性能及较低的使用成本等诸多优势受到了广泛关注。本文简要介绍了钯膜的透氢机理和影响钯膜透氢性能的因素,重点综述了以Pd/Nb/Pd复合膜为代表的新型夹层型复合膜透氢性能的研究进展,并对未来铌基钯合金膜的研究方向作出了展望。     

氧化铝陶瓷管内表面化学镀钯膜及其透氢性能

采用化学镀法,以镀液循环的方式在多孔Al2O3陶瓷管内表面制备了钯膜。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对钯膜的形貌结构进行了表征,研究了蠕动泵转数对钯膜沉积的影响,并考察了钯膜在350～500°C之间的透氢性能。结果表明,随着蠕动泵转数增加,钯沉积量和致密性提高,然而当蠕动泵转数过快(如45r/min)时,钯膜产生缺陷,转数为30r/min时较适宜。随着温度和渗透压力的升高,H2的渗透通量增加,当温度为500°C、渗透压力为1×105Pa时,H2的渗透通量为0.24mol/(m2·s),理想气体分离因子α(H2/N2)为480。     

钯铜复合膜透氢性和稳定性研究进展

对钯铜复合膜透氢性和稳定性的影响因素进行了综述。阐述了透氢性能影响因素包括膜载体、膜组成及膜厚度、操作压力、操作温度;稳定性能影响因素包括扩散障碍层、金属偏析和硫化氢中毒。并详细介绍了钯铜合金复合膜硫化氢中毒现象和金属偏析现象的机理研究。     

温度对化学镀钯层性能的影响

以Nb49Ni25Ti26氢渗透合金或载玻片为基体,在不同温度下进行化学镀钯。化学镀钯液组成与工艺条件为:PdCl22g/LNaH2PO2·H2O10g/L,38%盐酸4mL/L,NH4Cl27g/L,28%氨水160mL/L,pH9.8±0.2,施镀时间2h。研究了镀液温度对镀速和Pd镀层表面形貌、耐蚀性及氢渗透性能的影响。结果表明,化学镀钯的最佳温度为60°C,此时镀速达到最大[为4.05mg/(cm2·h)],制备的Pd镀层均匀、致密,耐腐蚀性好,具有较强的氢渗透作用。     

316L不锈钢表面脉冲电镀钯的性能

以316L不锈钢为基体,分别采用脉冲电镀和直流电镀法制备了钯膜层。对比研究了脉冲电镀钯和直流电镀钯的微观结构、显微硬度、孔隙率、耐蚀性等性能。与直流电镀钯膜层相比,脉冲电镀钯膜层更为均匀、致密,晶粒尺寸更小,孔隙率更低,显微硬度更高,附着力更强。另外,脉冲电镀钯膜层在80°C的20%H2SO4和20%H2SO4+0.001 mol/L Cl-中的耐腐蚀性均优于直流电镀钯膜层。     

化学镀法制备钯银陶瓷复合透氢膜

通过化学镀法在多孔陶瓷基底表面制备一层钯银合金膜,并探讨了各种因素对镀层性质的影响。制得的膜厚约１μｍ,室温下对５０％Ｈ２－５０％Ｎ２混合气进行实验,所得氢气纯度可达９９％。     

α-Al2O3多孔陶瓷上化学镀Pd膜工艺研究

用浸渍–高温还原法活化和化学镀法在α-Al2O3多孔陶瓷上制备了Pd膜。主要考察了浸渍法的改善、肼加入方式、化学镀温度、氯化钯浓度对钯复合膜微观结构的影响。研究结果表明:超声波的应用可以改善活化;肼的分批加入可以改善钯膜的质量;温度60°C、氯化钯质量浓度2.0g/L较适宜;钯膜的微观结构为竖直或斜方向类柱状沉积层。     

面向气体分离膜应用的多孔陶瓷基体研究

在众多基体材料中,多孔陶瓷由于化学和热稳定性较好而成为气体分离膜基体材料的首选,但一般陶瓷基体表面粗糙并存在裂纹、针孔等缺陷,增加了气体分离膜的制备难度,并对分离膜的性能产生不利的影响。笔者采用溶胶—凝胶法对多孔陶瓷基体表面进行修饰,有效地降低了表面粗糙度,同时把基体渗透率调整到适宜值,以得到面向气体分离膜应用的多孔陶瓷基体。     

聚酯膜光接枝丙烯酸表面改性无钯化学镀铜

研究了聚酯膜光接枝丙烯酸表面改性化学镀铜。对比气相法光接枝和液相法光接枝,结果表明,使用气相法时丙烯酸可重复利用;使用表面全反射傅立叶变换红外光谱对聚酯膜进行了表征;通过接枝丙烯酸引入羧基,与银离子进行离子交换,能实现无钯活化引发化学镀铜,通过扫描电镜对化学镀铜层表面形貌进行观察。