钯银合金膜反应器中二甲醚水蒸汽重整体系的透氢性能研究

二甲醚(DME)由于其清洁环保特性成为燃料电池电动汽车的理想氢源之一。在200~300℃温度范围,1.0×105~4.0×105Pa的压力范围内,Pd-Ag-Au-Ni合金膜对H2与Ar和N2的分离系数接近无穷大,同时,膜具有较好的透氢稳定性。通过实验研究了膜反应器中Ar、N2、CO、CO2、H2O和DME等气体存在时对钯银合金膜透氢性能的影响。实验结果表明,Ar、N2、DME基本对透氢性能无影响,CO2、CO、H2O存在时,会影响氢气的渗透性。三者当中,CO2的影响最小,混合气中H2O比CO对透氢性能的影响大,这是由于H2O在钯膜表面有更大的竞争吸附作用。本研究结果为更详细地研究二甲醚水蒸气重整制氢过程提供了重要参考依据。     

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。     

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。     

Pd/TiAl膜的制备研究

采用无电镀技术在多孔TiAl金属问化合物支撑体上制备了Pd膜.用SEM测定Pd膜的表面和断面的形貌,EDS测定从膜层到支撑层元素的组成,结果表明,支撑体表面形成了均匀致密的Pd膜,膜层的主要成分是单质Pd,所制钯膜的厚度为2～3μm.在350℃～500℃的温度范围内考察Pd膜透氢性能,当500℃,0.1 MPa时,H2的渗透系数为4.0×10-6mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/N2的分离系数为30.测得本文所制备Pd膜的活化能为10.8 kJ/mol.     

Mg_2Ni_(0.95)Sn_(0.05)-C_6H_6浆液体系储氢性能

研究了Mg_2Ni_(0.95)Sn_(0.05)和苯以及Mg_2Ni_(0.95)Sn_(0.05)氢化物与苯分别组成的浆液的储氢性能,通过研究不同温度下合金和氢化物对浆液吸氢速率的影响,发现氢化物比合金对浆液的反应速率的影响更为显著。温度对反应的影响特别明显,在反应釜中氢气压力为7 MPa,反应釜桨搅拌速度为500r·min~(-1),温度为513K时合金和氢化物分别和苯组成的浆液表现出最佳的吸氢性能,其最大吸氢量分别达到了5.87％(mass)和6.02％(mass)。添加Sn后的合金Mg_2Ni_(0.95)Sn_(0.05)对苯加氢到环己烷的转化有很好的选择性。     

化学镀铜对贮氢电极高倍率放电性能的影响

以A2B7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni6.5Co0.5为对象,用不同浓度硫酸溶液浸蚀合金粉末进行化学镀铜,系统研究了未包覆以及表面包覆Cu后对La1.5Mg0.5Ni6.5Co0.5合金电极动力学性能的影响,从动力学的角度对贮氢电极高倍率放电性能进行了分析. 结果表明,与未包覆Cu相比,包覆后合金电极的交换电流密度增大且随着H2SO4浓度的增加而增大. 其极限电流也逐渐增大,从H2SO4浓度为0.025 mol/L时的2166.01 mA/g增加到0.1 mol/L时的2681.93 mA/g. 合金电极中氢的扩散速率得到不同程度的提高. 表明化学镀铜能有效地提高贮氢合金电极吸、放氢过程的动力学性能. 其高倍率放电性能的改善是源于电极表面的电子迁移速率和氢在合金体相中扩散速率共同作用所引起的.     

镀膜参数对浮法玻璃热反射合金膜性能的影响

通过改变气体流量、镀膜温度、锡槽保护气用量,研究浮法玻璃在线镀膜参数对热反射合金膜的影响.采用扫描电子显微镜和能谱仪分析膜层的表面形貌、厚度和化学组成,采用分光光度计分析镀膜玻璃的光学性能和颜色指标,并配制5 mol/L的H2SO4溶液测试薄膜的耐酸性能.结果表明,随着气体流量增大,镀膜层厚度增大,膜层颗粒度基本不变,...     

Zr_(0.9)Ti_(0.1)(Ni,Co,Mn,V)_(2+α)贮氢合金的制备过程对其性能的影响

测定了Zr_(0.9)Ti_(0.1)-Ni,Co,Mn,V)2+( 贮氢合金在铸态、快淬态及快淬合金经不同退火温度处理后的压力(组成(温度曲线，计算了它们的焓变值，测试了其电化学容量. 结果表明：快淬后的贮氢合金随退火温度的增加，焓变值和放电容量也增加. 在1173 K温度下退火处理的贮氢合金，其放电容量(379 mA(h/g)较铸态合金好，但它的活化性能不如铸态合金.     

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。     

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。     

炭化条件对多孔炭膜性能的影响

以石油沥青为原料,采用无粘结剂成型制备多孔炭膜,考察了炭化条件对炭膜的Ｈ２和Ｎ２气体渗透率和理想分离系数的影响,并用压汞法表征了炭膜的孔径分布,结果表明：炭化温度是影响炭膜性能的关键因素,制备的炭膜具有均匀性孔径分布,平均孔径为１５３ｎｍ。     

膜接触器及相关过程

膜接触过程是一个相当广义的膜过程,它包括膜蒸馏,膜萃取,膜吸收,膜吸附,膜汽提和渗透萃取等,其主要优点是膜的堆砌密度高,可提供极大的膜面积,使接触的两种介质间进行传递,其主要缺点是膜的传质阻力较大和不稳定性等,本文简要综述了这一过程的主要方面,各种膜接触器,相关过程,应用和潜在应用等。     

聚醚砜膜原位清洗方法的实验研究

实验对已污染的聚醚砜膜进行了清洗的研究,并通过测量各种清洗剂清洗后膜水通量的恢复,确定适宜的清洗剂、清洗时间、清洗液浓度和操作压力,选择出最佳的清洗方案,取得较好的清洗效果。通过研究表明:被污染的聚醚砜膜用混合清洗剂清洗恢复率可达到85%,效果要明显优于单一的清洗方法。     

一体式膜生物反应器膜污染现象及清洗试验研究

对新膜和在一体式膜生物反应器中运行而被污染的膜作扫描电镜对比,从微观角度解释膜污染现象。短期运行22d和长期运行210d的膜分别经冷水→热水→次氯酸钠→乙醇清洗,膜通量恢复到新膜的94.4%和70.3%;将另一长期运行210d的膜改变清洗程序为冷水→热水→次氯酸钠→硫酸,膜通量恢复到新膜的61.4%,说明不同的清洗程序清洗效果不同。将短期运行和长期运行的膜组件按Darcy定律过滤模型计算:二者运行后膜总阻力增大,短期运行22d和长期运行210d后,由于浓差极化和膜污染产生的阻力大约是膜自身阻力的4倍和11倍。     

膜的污染和劣化及其防治对策

较为系统地介绍了膜污染和劣化的定义和特点,因膜污染和劣化而造成的膜性能变化,以及如何预防、减少或清除膜污染和劣化的一些通用方法。     

膜生物反应器处理小区污水条件的优化

由于膜污染是限制膜生物反应器(MBR)应用与推广的主要因素。为此,本研究以MBR处理某小区污水为例,选择粉末活性炭投加量、活性污泥浓度及曝气量进行L12(43)正交试验,确定最佳的操作条件分别为2 g/L、7 g/L、6 m3/h;并在此基础上进行平行对比试验,其膜阻的最大差值达21.05 kPa,导致膜污染形成和发展的主要物质蛋白质/多糖值与膜压差上升速率存在线性关系。     

膜分离技术

本文简要回顾了膜分离技术的发展历史。简述了膜分离技术的基本原理及分类，并对其发展趋势进行了展望。     

新膜及膜过程的研究现状及发展动向

本文综述了双极性膜及其电渗析、膜蒸馏、膜萃取、无机膜等新膜及膜过程，简要说明其研究状况，应用前景和发展动向。     

气体膜分离的进展及在石油化工中的应用

综述了气体膜分离技术在膜组件和膜材料方面的进展及在石油化工领域中的应用。