一种用于氢气分离和提纯用复合膜制造技术

本实用新型专利技术涉及氢气分离技术领域，具体涉及一种用于氢气分离和提纯用复合膜，包括扩散层和设置在扩散层两侧的碳化钨催化层，具有较好的高温耐久性，提高了复合膜的使用寿命，成本较低，在高纯氢生产领域具备良好的市场前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢气分离和提纯用复合膜


[0001]本技术涉及氢气分离
，具体涉及一种用于氢气分离和提纯用复合膜。

技术介绍

[0002]能源转型迫在眉睫，随着全球对发展新能源的高度关注，氢能技术也因此成为新一轮科技革命和产业变革的竞争前沿。
[0003]在氢气的分离提纯技术中，膜分离法由于具有工艺设计简单、可与其他分离技术配合等特点，具有广阔的发展前景。在氢渗透提纯的金属膜中，Pd及其合金膜因其具有良好的氢渗透性和选择性，是目前工业应用中常见的氢分离合金膜。但Pd作为一种贵金属，资源稀缺，价格昂贵，导致其在工业化应用中成本过高，无法大规模生产。同时，Pd及其合金膜还存在低温下容易氢脆等问题。
[0004]因此，针对上述问题，特提出本技术。

技术实现思路

[0005]针对上述缺陷，本技术提出一种用于氢气分离和提纯用复合膜，包括扩散层和设置在扩散层两侧的碳化钨催化层。
[0006]优选的，所述碳化钨催化层中钨与碳的摩尔比为1：(0.1
‑
1)。
[0007]优选的，所述碳化钨催化层中钨与碳的摩尔比为1：1。
[0008]优选的，所述扩散层的材质为金属及合金或者陶瓷；
[0009]当扩散层为金属及合金时，所述金属及合金为V、Nb、Ta、Mo、Ni、Ti、Pd、Pt、V
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Ni 合金、V
‑
Cr合金、V
‑
Cu合金、V
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Fe合金、V
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Al合金、V
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Co合金、V
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Mo合金、V
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W合金、V
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Ti
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Ni 合金、V
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Fe
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Al合金、V
‑
Mo
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W合金、Nb
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Ti
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Ni合金、Nb
‑
Ti
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Co合金、Nb
‑
Mo
‑
W合金、多孔不锈钢、多孔钛铝合金和高熵渗氢合金中的一种；
[0010]当扩散层为陶瓷时，所述陶瓷为多孔氧化铝和沸石中的一种。
[0011]优选的，所述扩散层的厚度为20
‑
2000μm；所述碳化钨催化层的厚度为5
‑
1000nm。
[0012]优选的，所述扩散层的厚度为100μm。
[0013]优选的，所述碳化钨催化层的厚度为200nm。
[0014]本技术的有益效果是，通过避免使用贵金属Pd及其合金的方式极大程度上的降低了生产成本，并且，提供了相对较高的氢渗透性能，这保证了高氢渗透效率和高氢气纯度，同时，本技术中的氢分离提纯复合膜在较高的温度范围内都表现出了优异的氢渗透性能和稳定性，有效提高了膜分离材料和器件的应用范围，为生产制备高纯氢提供了有效的新方法。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对
具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术的复合膜的结构示意图；
[0017]图2为复合膜的渗氢原理示意图；
[0018]其中，
[0019]1：扩散层；2：碳化钨催化层。
具体实施方式
[0020]以下是对本技术的几个优选实施例进行详细描述，但本技术并不仅仅限于这些实施例。本技术涵盖任何在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本技术有彻底的了解，在以下本技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本技术。
[0021]如图1所示，一种用于氢气分离和提纯用复合膜，包括扩散层1和设置在扩散层1两侧的碳化钨催化层2，其中扩散层1为厚度100μm、直径20mm的钒箔圆片，碳化钨催化层2 为碳化钨薄膜。
[0022]在本实施例中，所述碳化钨催化层2中钨与碳的摩尔比为1：(0.1
‑
1)。
[0023]在本实施例中，所述碳化钨催化层2中钨与碳的摩尔比为1：1。
[0024]在本实施例中，所述扩散层1的材质为金属及合金或者陶瓷；
[0025]当扩散层1为金属及合金时，所述金属及合金为V、Nb、Ta、Mo、Ni、Ti、Pd、Pt、V
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Ni 合金、V
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Cr合金、V
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Cu合金、V
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Fe合金、V
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Al合金、V
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Co合金、V
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Mo合金、V
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W合金、V
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Ti
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Ni 合金、V
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Fe
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Al合金、V
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Mo
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W合金、Nb
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Ti
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Ni合金、Nb
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Ti
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Co合金、Nb
‑
Mo
‑
W合金、多孔不锈钢、多孔钛铝合金和高熵渗氢合金中的一种；
[0026]当扩散层1为陶瓷时，所述陶瓷为多孔氧化铝和沸石中的一种。
[0027]在本实施例中，所述扩散层1的厚度为20
‑
2000μm；所述碳化钨催化层2的厚度为 5
‑
1000nm。
[0028]在本实施例中，所述扩散层1的厚度为100μm。
[0029]在本实施例中，所述碳化钨催化层2的厚度为200nm。
[0030]本技术的有益效果是，通过避免使用贵金属Pd及其合金的方式极大程度上的降低了生产成本，并且，提供了相对较高的氢渗透性能，这保证了高氢渗透效率和高氢气纯度，同时，本技术中的氢分离提纯复合膜在较高的温度范围内都表现出了优异的氢渗透性能和稳定性，有效提高了膜分离材料和器件的应用范围，为生产制备高纯氢提供了有效的新方法。
[0031]本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氢气分离和提纯用复合膜，其特征在于：包括扩散层(1)和设置在扩散层(1)两侧的碳化钨催化层(2)；所述扩散层(1)的材质为金属及合金或者陶瓷；当扩散层(1)为金属及合金时，所述金属及合金为V、Nb、Ta、Mo、Ni、Ti、Pd、Pt、V
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Ni合金、V
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Cr合金、V
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Cu合金、V
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Fe合金、V
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Al合金、V
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Co合金、V
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Mo合金、V
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W合金、V
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Ti
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Ni合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新中，单星润，梁骁，
申请(专利权)人：曾祥燕，
类型：新型
国别省市：