致密金屬陶瓷型氫分離膜的透氫性能研究.pdf

1、氫氣作為一種清潔能源和重要的化工原料，純度不高，會影響在工業(yè)中的應(yīng)用，在涉氫工業(yè)中選擇性的加入或者分離氫可以提高工業(yè)生產(chǎn)效率，提高化工原料利用率，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)和社會效益。因此氫分離技術(shù)倍受人們關(guān)注。摻雜的BaCeo<,3>體系因其在中溫段(600～800℃)的高質(zhì)子傳導(dǎo)性有可能在未來被廣泛應(yīng)用于氫氣分離。本論文用BaCeO<,3>及其相關(guān)體系與Ni混合制備出了致密金屬陶瓷型氫分離膜，提高了摻雜BaCeO<,3>體系的機(jī)械性能和透氫性能

2、，論文中還嘗試?yán)脫诫s與非對稱性膜模式進(jìn)一步提高這種氫分離膜的化學(xué)穩(wěn)定性能和氫滲透性能。 第一章主要介紹了氫分離與加入的意義，氫分離技術(shù)的現(xiàn)狀，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)質(zhì)子導(dǎo)體氫滲透膜的滲透理論，研究進(jìn)展以及應(yīng)用，并給出了本論文的研究方向。 第二章為實(shí)驗(yàn)部分，通過固相反應(yīng)法制備了BaCe<,0.9>Y<,0.1>O<,3-δ>，與Ni混合后制備出致密金屬陶瓷型氫分離膜Ni-BaCe<,0.9>Y<,0.1>o<<3-δ>，研究了厚度以

3、及Ni體積含量對透氫性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)厚度為0.6mm左右及以上時，氫滲透主要受體擴(kuò)散控制，當(dāng)厚度降至0.36mm及以下時，氫滲透不再是僅受體擴(kuò)散控制，而是受表面控制或受兩者共同影響；當(dāng)Ni體積含量為30％時，制備出的氫分離膜的氫滲透速率最高。 第三章對Ni-BaCe<,0.9>Y<,0.1>O<,3-δ>體系的化學(xué)穩(wěn)定性嘗試了改進(jìn)。通過液相法合成了微量zr摻雜的BaCe<,0.8-x>Zr<,x>Y<,0.2>O<,3-