一种用于氢气分离的复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种用于氢气分离的复合膜及其制备方法和应用。本发明专利技术的复合膜包括支撑体，在所述支撑体的两侧分别设有碳化钒薄膜；其中，支撑体可以为致密金属、致密金属合金、多孔金属或多孔陶瓷，碳化钒薄膜中钒与碳的摩尔比可以为(1‑4)：1。本发明专利技术的复合膜具有优异的氢催化解离性能，在高温环境中表现出良好的稳定性，具有氢渗透性好、产氢效率高、操作温度范围宽、成本低等优势，在高纯氢生产领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢气分离的复合膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及氢气分离
，尤其是涉及一种用于氢气分离的复合膜及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，世界范围内的环境问题使得有必要寻找新的清洁能源来替代传统的化石燃料。氢气作为一种零排放燃料，可作为清洁能源的载体，已引起广泛关注。膜法生产高纯氢在化工、石化等行业是一种可行的、高效的方法。在氢分离膜中，钯膜和钯合金膜虽然表现出良好的透氢性能(高的透氢性和独特的选氢性)，然而具有如下缺陷：1)纯Pd膜暴露在H2、温度低于300℃环境下会发生α-β相变，导致氢脆；2)高温热处理可能会导致Pd基合金膜产生裂纹/针孔；3)提纯环境中的杂质气体与钯合金表面的竞争吸附和形成钯化合物，导致Pd中毒。因此，钯/钯合金膜的热稳定性和化学稳定性是其商业化应用的主要障碍之一。此外，钯金属储量少、价格昂贵，进一步限制了该合金膜的商业化应用。因此，丞待寻找能够替代Pd合金的非贵金属材料。体心立方(bcc)的铌、钽、钒等金属的理论氢渗透率高于面心立方(fcc)钯金属，且成本比钯要低2-3个数量级，限制其发展的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氢气分离的复合膜，其特征在于，包括支撑体，在所述支撑体的两侧分别设有碳化钒薄膜；/n优选地，所述碳化钒薄膜中钒与碳的摩尔比为(1-4)：1，更优选为1：1。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于氢气分离的复合膜，其特征在于，包括支撑体，在所述支撑体的两侧分别设有碳化钒薄膜；
优选地，所述碳化钒薄膜中钒与碳的摩尔比为(1-4)：1，更优选为1：1。


2.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述支撑体的材质为致密金属、致密金属合金、多孔金属或多孔陶瓷；
优选地，所述致密金属为V、Nb、Ta、Mo、Ni、Ti、Pd或Pt；
优选地，所述致密金属合金为V-Ni合金、V-Gr合金、V-Cu合金、V-Fe合金、V-Al合金、V-Co合金、V-Mo合金、V-W合金、V-Ti-Ni合金、V-Fe-Al合金、V-Mo-W合金、Nb-Ti-Ni合金、Nb-Ti-Co合金或Nb-Mo-W合金；
优选地，所述多孔金属为多孔不锈钢或多孔钛铝合金；
优选地，所述多孔陶瓷为多孔氧化铝、多孔氧化锆或沸石。


3.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述支撑体的厚度为20-2000μm；
优选地，所述支撑体为片状或管状。


4.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述碳化钒薄膜的厚度为5-500nm，优选为10-60nm。


5.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述复合膜的氢传输速率≥2×103sccmm-2s-1，优选为8×103-12×103sccmm-2s-1；
优选地，所述复合膜的操作温度为400-750℃，更优选为500-600℃；
优选地，所述复合膜的氢渗透流量≥1×10-8molH2m-1s-1Pa-0.5，更优选为(5-10)×10-8molH2m-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新中，黄浩然，李新华，
申请(专利权)人：李新中，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23