钯膜制备及渗氢性能研究

随着膜分离技术的不断发展,渗氢用钯基膜由于具有优异的透氢速率、透氢选择性及良好的化学和热稳定性,已被广泛应用于氢提纯分离领域。介绍了钯透氢膜的种类、透氢机理和制备方法,总结了钯膜从最初的纯钯膜、钯合金膜到钯复合膜的发展历程和氢渗透性能研究,并重点介绍了以铌钯复合膜为代表的新型Pd/bcc型复合膜氢渗透性能的研究进展。     

Pd8Y0.23Ru合金膜氢渗透率稳定性的研究

针对Pd8Y0.23Ru合金膜在透氢起始阶段氢渗透率不稳定的问题,分别采用XPS、SEM以及XRD对合金膜的表面成分、形貌以及相结构进行了研究。结果表明,氢渗透率升高是由两方面原因造成的:一是氢渗透过程中除去了占据合金膜表面活性解离位点的含C杂质,加快了氢气的解离,渗透控速过程逐渐转变为体扩散过程,使实验初期渗透率显著升高;二是氢渗透过程中,合金膜存在再结晶现象,导致晶粒细化,增加了晶界扩散占比,使氢原子体扩散系数变大。     

多孔基复合相变材料的制备与研究进展

相变材料具有储能密度较高、储存温度较低、近似恒温操作和储存空间较小等特点,利用相变材料与合适的多孔基体复合可形成多孔基复合相变材料,从而实现其对环境温度调节和控制的目的。综述了多孔基复合相变材料的制备与研究方面的进展情况,并着重介绍了可用于与多孔基体复合的相变材料种类、多孔基体的选择和多孔基复合相变材料的应用,对于了解和掌握多孔基复合相变材料的制备、研究和应用具有较为重要的参考价值。     

多孔陶瓷支撑体膜材料的制备与性能表征

研究了α－Ａｌ２Ｏ３多孔陶瓷的性能与起分的粒径、成孔剂的用量等因素的关系，取得了一些规律性的认识，开发了以有机聚合物先驱物挤压成型工艺，在成功地制备出具有实用价值的单通道和多道的管状支撑体陶瓷膜，研究了烧成制度对性能的影响，测定了管膜的孔径颁孔隙率、透气和爱水性以及机械强度 。     

化学镀非晶态Pd沉积膜的晶化过程及其催化性能的研究

利用碱性化学镀的方法在载玻片和Nb25Zr35Ni40合金表面沉积Pd膜催化层,并对实验条件进行讨论,得到最佳实验条件。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热扫描(DSC)、能谱分析(EDS)等方法对Pd沉积膜的相结构、形貌及热稳定性进行了分析。结果表明,试验制备的Pd沉积膜为非晶态结构,由大小均匀的球形颗粒(1μm左右)紧密排列构成。膜层经热处理晶化后,颗粒尺寸略微增大。氢分离测试结果表明,化学镀非晶态Pd膜可显著提高渗透电流密度,而Pd层晶化后渗透电流密度减小,扩散系数降低。     

PdCu合金复合膜的制备与评测

采用化学镀方法在非对称氧化铝管状载体上制备出3μm厚的Pd59Cu41(质量分数,%)合金复合膜.考察了合金膜在473～953 K间的氢气渗透性能.在高于873 K和低于723 K温度区间内,氢气渗透都遵循单一的Arrhenius方程,活化能分别为30.0和9.8 kJ/mol.在723～873 K温度区间内,氢气渗透量随温度降低而增加的现象说明此时晶体结构为fcc和bcc的混合相,并且晶体结构正逐渐从fcc相向bcc相转变.0.5的压力指数说明在473～873 K温度区间内氢气扩散都遵循Sievert's方程.合金膜的厚度,组成和晶体结构分别用SEM,EDS和XRD进行表征.     

钯银合金/陶瓷复合膜体系的氢脱附时间的研究

采用化学镀方法分别制备了Pd、Pd_(95)Ag_5和Pd_(85)Ag_(15)/陶瓷复合膜.研究了不同温度下Pd基复合膜在不锈钢和石英管式分离器两种体系中的氢脱附过程.结果表明,不锈钢分离器体系中的氢脱附缓慢,脱附时间随温度升高而降低.以合金膜Pd_(85)Ag_(15)为例,在673 K两侧F_(N_2)=150 mL/min时,渗透侧的脱附时间为7 h,而进气侧则大于27 h.实验证明不锈钢分离器自身的H_2脱附是该体系脱附的控制步骤.石英分离器体系的氢脱附时间明显缩短,同样的条件下Pd膜的两侧脱附时间分别为75和190 min.实验还证明,传质速率是石英分离器体系氢脱附的控制步骤,而多孔载体能够平抑脱附速率、延长脱附时间.     

B4C/Ni多孔复合材料的制备及性能

采用粉末冶金法制备了B4C/Ni多孔复合材料。对制得的试样进行了扫描电镜（SEM）观察和抗压强度的测试，并摘要计算得出了试样的孔隙度。分析结果表明，复合材料的孔隙度随烧结温度的升高而下降；抗压强度随孔隙度的下降而增大；并且复合材料中镍含量越高材料抗压强度越大。根据后续浸渗金属液体的要求，此多孔复合材料要达到高孔隙度、较高强度和较高硼含量等指标。所以综合分析结果和后续要求最终确定了最佳体积百分含量为碳化硼15%、镍55%、造孔剂碳酸钠30%和最佳烧结温度800℃。     

水辅助法制备左旋聚乳酸/聚乙烯醇复合多孔膜及其力学性能

以左旋聚乳酸(PLLA)/聚乙烯醇(PVA)为成膜材料,利用水辅助法制备了PLLA/PVA复合多孔膜。研究了溶剂及其组成、环境湿度和聚合物浓度对形成多孔膜的形貌影响。筛选出可完全溶解PLLA/PVA体系的二甲亚砜(DMSO)/二氯甲烷(DCM)混合溶剂。V(DMSO)/V(DCM)=1/9为溶剂得到孔径大小为(2.45±0.31)μm的规整蜂窝孔,且随着DMSO含量增多,孔径变小,孔分布变得无序。环境湿度从43%增加到91%,孔径大小由(1.43±0.63)μm增加到(4.30±0.63)μm,孔径与环境湿度基本上呈现一阶线性关系。与纯PLLA多孔膜相比,PLLA/PVA复合多孔膜的拉伸强度和断裂伸长率分别从33.32MPa和12.46%增加到40.66MPa和32.57%。PLLA/PVA复合多孔膜有利于细胞的粘附与生长,因而有望作为组织工程支架材料。     

NiCo/PTFE复合膜的制备及表征

以N₂H₄ 为还原剂, 采用化学镀和模板技术相结合的方法制备出NiCo/ PTFE 磁性复合膜。研究了磁性复合膜制备的适宜条件, 利用DSC、SEM、XRD、VSM 等手段对膜的结构和磁性能进行表征和测试。结果表明:在Co2+ 0. 14 mol/ L 、Ni2+ 0. 06 mol/ L 、NaOH 1. 00 mol/ L 、N₂H₄ 0. 40 mol/ L 、反应温度70 ℃、反应时间70 min条件下制备的NiCo/ PTFE 磁性复合膜具有较优良的磁性能, 其单位质量磁化率χ_m = 0116 cm3 / g , 饱和磁化强度M_s = 83. 38 Am2 / kg , 剩磁M_r = 29. 31 Am2 / kg , 矫顽力H_c = 111. 47 Oe ; PTFE 膜孔中及膜表面上原位生成与基膜无化学键作用的磁性Ni 、Co 金属粒子。复合膜具有软磁材料的内禀性能。      

“自下而上”法修补含缺陷的钯膜

通过在化学镀镀液中添加长链巯基有机物(2-巯基苯并噻唑),利用巯基与金属钯强烈吸附的性质,使其吸附在钯膜表面,这样钯的自催化沉积仅仅发生在缺陷内部而不发生在钯膜表面,从而对含有缺陷的钯膜进行修补.对于选择性分别为720和4的M1和M2两根复合钯膜管,经过多次修补后,选择性S分别提高到2 556和3 990.经过SEM(EDS)和ZRD的分析,修补过后的钯膜表面未见硫化物、碳化物等杂质的存在和表面缺陷的存在.结果表明这种自下而上修补法是可行的.     

镍/陶瓷复合膜的制备及表征

采用镍盐浸渍-液相化学还原法对氧化铝支撑体进行镍活化,再采用化学镀制备得到镍/陶瓷复合膜.采用XRD,SEM-EDS及气体渗透等方法表征镍/陶瓷复合膜的表面微结构、形貌及分离性能.结果表明:采用镍活化-化学镀过程可成功制备厚度较均匀的镍/陶瓷复合膜,在渗透压差0.08 MPa、室温的条件下,H2/N2分离因子为3.8.     

金属钯修饰PAn／PTFE复合膜的制备及其氢气响应性的研究

以聚四氟乙烯多孔膜为基膜，采用膜相渗透原位化学氧化聚合法制备了PAn／PTFE复合膜；在该复合膜表面通过电化学沉积金属钯微粒，得到了Pd／PAn／PTFE复合膜，通过测定复合膜在空气中和一定浓度氢气气氛中的V-I特性，表征复合膜对氢气响应性能。实验考察了电沉积过程中沉积时间、氯化钯浓度和盐酸浓度对复合膜性能的影响，当氯化钯浓度为2mol／L、盐酸浓度为0．5mol／L、沉积时间为6min时，复合膜在吸氢前后表现出最大的电流变化值，通过扫描电镜和X射线衍射仪对复合膜进行了表征。初步讨论了该复合膜对氢气表现出电流响应性的机理。     

膜分离法从甲醇尾气回收氢气的工业应用

介绍了膜法气体分离技术的原理、特点和应用于甲醇尾气回收氢气的工艺流程，并针对甲醇尾气回收的变压吸附和膜分离进行技术和经济的比较，最后以哈尔滨气化厂的工程实例介绍了膜分离技术的工业应用．     

气体膜分离在石化行业氢气分离回收中的应用

气体膜分离技术大规模实用型工业化始于20世纪70年代末期．一经推出，就因其简便、经济、操作灵活而日益受到普遍欢迎，应用领域也不断扩展．特别是在氢气的分离回收方面，由最初主要在合成氨放空气的氢回收，逐步扩展到炼油厂中各种含氢尾气的氢气分离回收及合成甲醇的放空气中氢气及二氧化碳的分离回收．但各种不同的应用，其预处理的要求不尽相同，操作工况也存在差异．合适的预处理及操作条件，对延长膜的使用寿命及最大限度地发挥膜的效能，有很大的作用．     

渗氢用非对称性复合陶瓷膜的制备技术

简要介绍了渗氢用非对称性复合陶瓷膜的发展状况，着重介绍了载体的制备，载体表面涂覆技术和钯合金膜的沉积技术。     

膜分离技术在焦炉气H2回收中的应用

用膜分离技术开发了一个新的应用过程——从焦炉气中回收氢气．阐述了其工作原理及工艺流程特点，并与传统的焦炉气氢回收方法比较，以实例说明了膜法焦炉气氢回收的运行经济性和实用性．     

Fabrication and characterization of NiTi shape memory alloy synthesized by Ni electroless plating of titanium powder

In this work NiTi shape memory alloy was fabricated from mixed elemental powders, Ni plated titanium powder and Ni heated/plated titanium powder by Ar-sintering. Electroless plating process was utilized to fabricate Ni plated titanium powder. For this purpose titanium powder was plated in an electroless Ni bath for 225?min and hydrazine hydrate was used as a reductant to deposit pure nickel on the titanium particles. Ni plated titanium powder was heat treated under an argon atmosphere at 1000?°C to prepare Ni heated/plated titanium powder. Finally, the three sample powders were pressed by CIP followed by sintering at 980?°C for 8?h to manufacture NiTi shape memory alloy. The prepared powders, as well as sintered samples, were characterized by scanning electronic microscopy (SEM), energy dispersive spectrometer analysis (EDS), X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetric (DSC). The results indicated the presence of NiTi phase and also non-transformable phases (NiTi₂ and Ni₃Ti) in the heated/plated Ti powder and sintered samples. NiTi compound was dominated phase in the heated/plated sintered sample. All three sintered samples, as well as heated/plated powder, showed one-step phase transformation (B2???B19′).