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以TiAl金属间化合物为支撑体Ni膜和Pd膜的制备

作　者: 王俊
导　师: 范益群
学　校: 南京工业大学
专　业: 工业催化
关键词: 多孔金属膜镍膜钯膜制备
分类号: O614.433
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

目前分离膜的材料主要包括有机膜、陶瓷膜和金属膜。与有机膜和陶瓷膜相比,金属膜机械强度高,密封性能好,易与膜组件连接,具有良好的导热性、韧性和优异的抗热震性。因此,本文以TiAl金属间化合物为支撑体,对于多孔镍膜和致密钯膜的制备进行了研究。用悬浮粒子烧结法在钛铝金属间化合物支撑体上制备Ni微滤膜。对于沉淀法,考察了悬浮液中Ni含量对膜完整性的影响,结果表明随着镍含量增加,膜厚增加孔径减小。对于浸浆法,考察了浸浆时间对膜性能的影响,结果表明当支撑体和涂膜液一定时,膜厚随浸浆时间的增加先增大后减小,适当的浸浆时间为60s。考察了烧结条件对膜结构和性能的影响,随着煅烧温度的升高,孔径先减小后增大,纯水通量随烧结温度的升高而减小,适当的煅烧温度为500℃。对所制的膜进行表征,厚度大约30μm,平均孔径0.83μm,纯水通量为6782 L·m^-2·h^-1,膜片对10 g/L的CaCO₃悬浮液的过滤通量的稳定值不低于380 L·m^-2·h^-1。将Ni膜放入10 g/L的NaOH溶液中,测试膜的耐碱性能,41天后其孔径和纯水通量都几乎未发生变化,膜耐碱性能良好。采用无电镀技术在TiAl支撑体上制备了钯膜。增加一层中间层镍可以有效的减小支撑体的孔径,通过对镍层进行打磨减小粗糙度后,可以制得较致密的钯膜。研究了在空气气氛中煅烧的镍层上镀钯的高温渗透稳定性,发现随温度的升高选择性下降,经研究后发现是由于镍层中氧化镍的还原导致N₂渗透通量急剧增加从而导致选择性下降。在还原后的镍层上镀钯很好地解决了氧化镍的还原这一问题。对在还原后的镍表面所制的钯膜进行了表征。用SEM测定钯膜的表面和断面的形貌,结果表明,钯膜表面形成了基本致密的膜层,厚度约为2³μm。EDX、XRD测定膜层的组成,结果为膜层的主要成分是单质钯。考察了350℃⁵00℃的温度范围内Pd膜的渗透性能,N₂的渗透速率随着压力的增加而增加,随温度的升高而略微下降。膜的氢渗透性以表面扩散为主,其压力影响指数接近于1,随着温度的升高,氢的渗透通量增大,符合溶解-扩散原理。当温度为500℃,进气侧压力为0.1 MPa时,H2的渗透系数为4.0×10^-6 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1。H₂/N₂分离系

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章文献综述  10-22
  1.1 引言  10-11
  1.2 多孔金属膜研究进展  11-14
  1.3 钯膜概述  14-20
  1.4 本文的研究目标和内容  20-22
第二章以TIAL 金属间化合物为支撑体的多孔镍膜的制备  22-39
  2.1 引言  22
  2.2 实验部分  22-25
  2.3 结果与讨论  25-37
  2.4 本章小结  37-39
第三章以TIAL 金属间化合物为支撑体的PD 膜的制备  39-52
  3.1 引言  39
  3.2 实验部分  39-43
  3.3 结果与讨论  43-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章 PD/NI/TIAL 膜的表征  52-59
  4.1 引言  52
  4.2 实验部分  52
  4.3 结果与讨论  52-57
  4.4 本章小结  57-59
第五章结论与展望  59-61
  5.1 以TIAL 金属间化合物为支撑体的多孔镍膜的制备  59
  5.2 以TIAL 金属间化合物为支撑体的钯膜的制备  59-60
  5.3 PD/NI/TIAL 膜的表征  60
  5.4 展望  60-61
参考文献  61-68
发表论文  68-69
致谢  69

以TiAl金属间化合物为支撑体Ni膜和Pd膜的制备

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