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)濟和社會效益。因此氫分離技術倍受人們關注。摻雜的BaCeo<,3>體系因其在中溫段(600～800℃)的高質子傳導性有可能在未來被廣泛應用于氫氣分離。本論文用BaCeO<,3>及其相關體系與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>體系的機械性能和透氫性能

2、，論文中還嘗試利用摻雜與非對稱性膜模式進一步提高這種氫分離膜的化學穩(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，氫分離技術的現(xiàn)狀，鈣鈦礦結構質子導體氫滲透膜的滲透理論，研究進展以及應用，并給出了本論文的研究方向。 第二章為實驗部分，通過固相反應法制備了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。實驗表明：當厚度為0.6mm左右及以上時，氫滲透主要受體擴散控制，當厚度降至0.36mm及以下時，氫滲透不再是僅受體擴散控制，而是受表面控制或受兩者共同影響；當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>體系的化學穩(wěn)定性嘗試了改進。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-