钯银膜无电解镀共沉积的探讨

The stainless steel matrix was dipped in a solution containing palladium and silver ions to prepare palladium-silver membrane by electroless plating. The effects of solution composition and pH value on film compositions and morphology were studied. The SEM photos showed the uniform and compact structure of the membrane. XRD results revealed the isolated state of metals in membrane. Heat treatment first under vacuum below 300 ℃ and then under Ar atmosphere at about 800 ℃ tends to formation of alloy metals, reducing the innerstress among films and increasing the cohesive force between films and matrix.

基于氢同位素研究商用钯银合金膜的渗氚性能

钯银合金膜可用于熔盐堆尾气中气态氚(HT和T_2)的分离与纯化。本文研究了厚度为80μm的钯银合金膜在纯H_2气氛中及Ar气存在下对H_2的分离效果。结果表明,渗氢过程中氢原子在膜内部的体相扩散是控制速率的关键。Ar气存在时,在钯银合金膜工作温度为480℃、混合气体进气流速为100mL/min、氢分压差为20~100kPa的条件下,钯银合金膜对H_2气的渗透通量随氢分压差的增大而增加,随Ar气浓度的升高而减小。在氢分压差相同的条件下,纯氢的渗透通量明显高于Ar-H_2混合气的渗透通量,说明钯银合金膜受Ar气的影响分离效果变差。渗氢后的钯银合金膜表面变得光滑,有晶界形成。

钯银合金膜制备研究进展

钯基膜因其优异的氢气渗透性和选择性在氢气分离-纯化和膜反应器领域引起了广泛关注。但氢脆问题是制约其发展的主要障碍,解决该问题通常是使用钯合金膜,例如钯银合金膜。银比起铜、金等具有较低的熔点,更容易进行合金化,并且银的加入能在一定程度上提高钯膜透氢性能。主要综述了近年来通过不同方法制备的钯银合金膜的形貌、成分组成以及性能,并对钯银合金膜制备的研究方向进行了展望。

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％。

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、Pd95Ag5和Pd85Ag15/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Pd85Ag15为例,在673 K两侧FN2=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H2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.

渗透压对化学镀自催化共沉积钯银的影响

采用渗透压-化学镀联合法共沉积钯银制备陶瓷负载型钯-银无机复合膜.研究了渗透压对化学镀共沉积钯银的沉积速度、镀层组成和膜表面结构性能的影响.结果表明,化学镀中引入渗透压,可提高钯-银的共沉积速度、改善膜的致密程度和结合程度,但对镀层的组成无明显影响.用扫描电镜、ICP原子发射光谱和称重法对膜结构进行表征.制备的钯-银顶膜厚约8μm,银的摩尔分数为23.6%,在350℃和0.3MPa下,膜的氢渗透通量为8.4×10-3m3/(m2·s),H2/N2分离因子4000.

基于渗透膜的小型氦气净化系统实验的设计

为防止高温材料的腐蚀,需要对高温气冷堆氦气回路中各种气体杂质进行控制。为克服传统设计耗能高、占地大的缺点,该文设计了一套小型氦气净化实验装置,验证基于渗透膜的气体分离技术在氦气净化中的应用前景。膜组块采用钯-银合金复合膜材料,管壳式布置。膜分离器采用仅含一个膜组块的再循环单分离渗透器（SSP）设计。气体分离器部分应用模块化设计思想,使用不同渗透膜材料的膜组块就可以对不同气体杂质进行实验。

Pd-Ag膜电解浓缩氚的动力学模型及理论计算

建立了模拟Pd-Ag合金膜电解浓缩氚的过程和诸多电解参数的动力学模型。采用求解数学扩散方程的方法得到理论值,并与文献报道的实验数据进行比较。计算结果表明:氚在Pd-Ag膜上的吸附、解吸、浓缩等行为受到诸多条件的制约。在保证密封性能的前提下,对Pd-Ag膜电解槽体的要求是至少应包括有含氚水路循环、阳极气体消除和阴极扩散后氚再生3个组成部分,采取相匹配的级联技术可以提高分离效果;对电解参数的要求是采取尽可能高的电解液温度和稳定的OH?浓度,合适的电流密度,合理的膜厚度、表面特征和Pd黑结合紧密。

化石能源转换中实现H_2/CO_2分离的技术——膜反应器

介绍未来煤气化电站中CO2回收的关键技术———膜分离反应器,并通过无电镀法制得薄且结构稳定的复合膜。用膜分离器实现燃料转化中产生的CO2和H2分离,以获得高热值的H2燃料,同时便于将CO2压缩储存,减少温室气体排放。

核用GR660高强钢表面离子镀AgPd膜层的摩擦学性能

采用多弧离子镀技术在核用高强钢GR660表面制备了AgPd膜层。对膜层进行了摩擦磨损试验,使用扫描电镜观察了膜层的表面形貌、断面形貌及磨损形貌。结果表明,AgPd膜层的摩擦因数明显低于GR660基材,能起到很好的润滑减摩作用。

焦炉煤气膜分离提取高纯H_2的方法

对国内外焦炉煤气分离氢气技术的优缺点和经济性进行了评价;并采用化学镀膜技术在多孔的陶瓷或不锈钢载体上进行镀膜,利用无机膜——钯银合金复合膜提纯氢气试验。

级联长周期光纤光栅氢气传感器

为了监测某些特殊研究领域内狭小密闭空间里的氢气气氛,以防止氢气泄漏对产品和人员产生危害,研究了一种表面镀钯银合金(Pd-Ag)膜的级联长周期光纤光栅氢气传感器。简要介绍了检测原理,通过初步实验获得不同氢气浓度下的透射光谱,分析了对应的干涉条纹对比度变化规律,实验结果表明设计的传感器对氢气浓度具有明显的响应特性可以用于监测氢气。

光纤法布里珀罗氢气检测技术

实现对密闭容器内的微量氢气进行快速准确的测量,对提高产品的贮存安全性有重要意义,为此开展了一种具有实用性的新型光纤传感器研究。介绍了基于溅射钯银合金膜的非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器系统的工作原理,通过应力传递过程的分析,建立了法布里-珀罗腔腔长变化与氢浓度关系的数学模型,并推导出传感器灵敏度计算方法。实验通过在一定浓度下研究该传感器的氢响应特性,证实了该氢气检测方法的可行性,并且其理论模型与实验结果吻合较好。

高效制备和回收高纯度氢

加州大学已经公布了有效制备和回收高纯度氢的工艺(世界专利号99／61368)。该工艺体系包括有钯—银膜和铂-a-氧化铝蒸汽转化催化剂。只有氢气能够通过钯一银膜，同时通过保持膜两边的氢气分压梯度，纯净氢气通过该膜并使蒸汽转化反应能反应完全。