多孔陶瓷基体表面的凝胶修饰及钯膜的制备.pdf

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1、第３２卷第１期南京工业大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．１２０１０年１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｊａｎ．２０１０ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７６２７．２０１０．０１．０１９多孔陶瓷基体表面的凝胶修饰及钯膜的制备１１，２１邓超，张小亮，黄彦（１．南京工业大学化学化工学院，材料化学工程国家重点实验室，江苏南京２１０００９；２．江西师范大学化学化工学院，江西南昌３３００２２）摘要：以多孔陶瓷为基体材料，通过化学镀法制备钯膜，但在基体表面预先修饰一层凝

2、胶，化学镀之后再将凝胶热处理分解，研究凝胶修饰层对钯膜微观结构和透氢性能的影响．结果表明：基体修饰的钯膜均匀度和光亮度更高，透氢率是未修饰钯膜的３倍；由于凝胶修饰法阻止了钯膜进入基体孔道，膜附着力明显下降，成为未来需要解决的关键问题，凝胶修饰法制备钯膜的工艺仍需进一步优化．关键词：钯膜；多孔陶瓷；表面修饰；化学镀；凝胶；氢分离中图分类号：Ｏ６１４．８；ＴＢ３３１文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－７６２７（２０１０）０１－００９２－０６Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐａｌｌａｄｉｕｍｍｅｍｂｒａｎｅｓ：ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｒｏｕ

3、ｓｃｅｒａｍｉｃｓｕｂｓｔｒａｔｅｗｉｔｈｇｅｌ１１，２１ＤＥＮＧＣｈａｏ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏｌｉａｎｇ，ＨＵＡＮＧＹａｎ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＯｒｉｅｎｔｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００９，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈ

4、ａｎｇ３３００２２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐａｌｌａｄｉｕｍｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｅｒｅｈｉｇｈｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎ．Ｔｈｅｙｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓｐｌａｔｉｎｇｗｉｔｈｐｏｒｏｕｓｃｅｒａｍｉｃｓａｓａｓｕｂｓｔｒａｔｅｍａｔｅｒｉａｌ．Ｂｅｆｏｒｅｐｌａｔｉｎｇａｌａｙｅｒｏｆｔｈｅｇｅｌｗａｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄａｆｔｅｒｐｌａｔｉｎｇｔｈｅｇｅｌｌａｙｅｒｗａｓｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｂｙｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅ

5、ｐａｌｌａｄｉｕｍｍｅｍｂｒａｎｅｗｉｔｈｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｗａｓｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍａｎｄｌｕｓｔｒｏｕｓ，ａｎｄｉｔｓｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｗａｓｕｐｔｏ３ｔｉｍｅｓｏｆｔｈｅｐａｌｌａｄｉｕｍｍｅｍｂｒａｎｅｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｓｉｎｃｅｔｈｅｇｅｌｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｐｒｅｖｅｎｔｅｄｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐａｌｌａｄｉｕｍｉｎｔｏｔｈｅｐｏｒｅｓｏｆｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅａｄｈｅｓｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｉｔｗａｓａｋ

6、ｅｙｐｒｏｂｌｅｍｔｏｂｅｒｅｓｏｌｖｅｄｉｎｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｌｌａｄｉｕｍｍｅｍｂｒａｎｅ；ｐｏｒｏｕｓｃｅｒａｍｉｃｓ；ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓｐｌａｔｉｎｇ；ｇｅｌ；ｈｙｄｒｏｇｅｎｓｅｐａｒａｔｉｏｎ钯膜（包括合金膜）具有优异的透氢性能，可用降为几至十几μｍ，透氢率可提高一个数量级．多孔［１－３］于Ｈ２的分离与纯化以及各种涉氢反应．已商业陶瓷以其优异的稳定性成为被选用最多的钯膜基体化的钯膜厚度近１００μｍ，透氢率较低，仅适合于生材料．市面上多孔陶瓷的用途主要是固液过滤分［４］产超高纯氢．近２０多年来

7、钯复合膜成为研究热离，几乎没有面向复合钯膜需求而专门开发的多孔点，它是由薄的钯膜担载在多孔基体表面形成，膜厚陶瓷材料．由于陶瓷滤芯的设计和参数控制的依据收稿日期：２００９－０５－２７基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０５７６０５５；２０８７６０７５）；江苏省高校自然科学基金资助项目（０９ＫＪＡ５３０００３）作者简介：邓超（１９８３—），女，吉林松原人，硕士生，主要研究方向为膜分离与膜催化；黄彦（联系人），教授，Ｅｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｙ＠ｎｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．第１期邓超等：多孔陶瓷基体表面的凝胶修饰及钯膜的制备９３是过滤效果，而钯膜基体材料最关注的是表面粗