氧气毒化对钯膜表面状态的影响

不同温度下对Pd膜表面进行了氧气毒化,并将毒化后的Pd膜在常温下与氢气进行反应,采用XPS、SEM、XRD等对反应前后Pd膜表面状态进行了表征与分析,研究了O2的毒化作用与吸氢反应对Pd膜表面形貌与化学成分的影响。结果表明:当毒化温度低于240℃时,氧原子在Pd膜表面的吸附量随毒化温度升高而增加,但无明显PdO生成;当毒化温度高于240℃时,在Pd膜表面生成了PdO并伴有微孔出现,随着毒化温度升高,PdO含量、微孔数量、微孔体积逐渐增加。在390℃毒化1h后,Pd膜表面完全形成PdO;所有试样在室温下与氢气反应1h后吸附态氧原子与PdO完全消失。Pd膜表面化学成分被完全还原成反应前状态,而多孔形貌得到一定的保留,240℃及以上温度毒化后的Pd膜与氢气反应后产生明显塑性变形。

CO_2毒化对Pd膜表面状态与氢同位素渗透性能的影响

在不同温度的CO2气氛中对Pd膜进行了毒化,将毒化后的Pd膜与氢气反应并测试其氢同位素渗透性能。采用XPS、SEM等检测了CO2在不同温度下对Pd膜毒化后的表面成分与形貌,并对比分析了吸氢前、后的Pd膜表面状态的变化,得出了CO2对Pd膜表面状态的影响规律,探讨了CO2气体的毒化机理。结果表明,CO2分子在Pd表面会解离成为C=O,C-O与O原子,随着温度升高,C=O减少,而C-O与O原子含量增加。当CO2毒化温度达到500℃时,Pd表面会生成PdO并伴有微孔出现,而C-O随温度升高能够稳定吸附于Pd表面。毒化后的试样在常温下进行吸氢反应后表面PdO消失,吸附O含量减少,多孔形貌得到改变。CO2毒化后,由于C-O与O原子在Pd表面吸附并占据了Pd膜表面的氢解离位,从而导致Pd膜透氘能力下降。