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分离膜与膜过程国家重点实验室在高温氢分离膜研究方面取得重要进展
来源: 基础研究处          ( 2017-03-27 )
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  近日,天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室谭小耀教授带领的无机膜创新团队在高温氢分离膜方面取得重要进展,制备出低成本高透量、高稳定性Ni基金属中空纤维膜,相关研究成果发表在国际膜领域著名期刊Journal of Membrane Science上。

  氢既是重要的化工原料,也是一种理想的清洁和可再生能源。钯膜及其合金膜是目前研究相对较多的致密透氢金属膜材料之一,因具有独特的催化性能和非常高的H2选择性。然而,金属Pd价格昂贵,而且金属钯膜存在操作弹性小以及氢脆及碳和硫中毒等问题,限制了它的大规模应用。低成本的Ni基金属膜在高温透氢(如核能制氢技术)领域受到人们的高度关注,被认为是膜法制氢大规模应用的新希望。

  为此,谭小耀教授课题组通过控制相转化操作条件等,调节金属Ni中空纤维膜的形貌和性能,制备出比表面积大(可达500~9000 m-1)、膜厚度薄的金属Ni中空纤维膜,该膜的氢渗透率在900°C达到2.76´10-9 mol×m-1×s-1×Pa-0.5,与Pd-Ag/a-Al2O3膜在400°C的氢渗透率相当,并且金属Ni中空纤维膜在CO、CO2以及水蒸气气氛下具有很好的稳定性,因而可适合于直接高温制氢。同时,建立了金属Ni中空纤维膜分离器高温分离氢气的数学模型,该模型能很好地预测实际中空纤维膜分离器的实际分离行为。本研究为金属制氢膜的工业应用奠定了理论和技术基础。

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