钯膜提纯氢气的机理简介.pdf

《钯膜提纯氢气的机理简介.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、钯膜提纯氢气的机理简介2016-05-2813:18来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部钯膜提纯氢气原理图氢气很容易透过钯膜，而其他气体则不可透过。正是这一特性，使钯膜成为优良的氢气分离器和纯化器。特别是有些工业领域需要超纯氢气，例如半导体业的MOCVD工艺。当然，如果钯膜有缺陷或膜的密封不良，氢气的纯度就会下降。钯膜选择性通常用同温同压下氢气与氮气渗透通量的比值(H2/N2)来表示，完全致密钯膜的选择性为无穷大。钯管纯化氢的原理是，在300-500℃下，把待纯化的氢通入钯管的一侧时，氢被

2、吸附在钯管壁上，由于钯的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键（钯与氢的这种反应是可逆的），在钯的作用下，氢被电离为质子其半径为1.5×10-15m，而钯的晶格常数为3.88×10－10m（20℃时），故可通过钯管，在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从钯管的另一侧逸出。在钯管表面，未被离解的气体是不能透过的，故可利用钯管获得高纯氢。虽然钯对氢有独特的透过性能，但纯钯的机械性能差，高温时易氧化，再结晶温度低，易使钯管变形和脆化，故不能用纯钯作透过膜。在钯中添加适量的IB族和Ⅷ

3、族元素，制成钯合金，可改善钯的机械性能。目前应用的钯合金中，银约占20-30％，其他成分（如金等）的含量＜5％。氢透过钯合金的速率与温度、膜的厚度及渗透摸两侧的原料氢和纯氢的压力差（△P）有关。升高温度，增大△P及减小膜的厚度，会使透氢速率增加。但温度升高，将使渗透膜的抗拉强度降低。因此，钯管的使用温度通常控制在450℃左右。某些杂质可导致钯中毒，使透气性能变坏，甚至可使膜遭到破坏。能引起钯中毒的物质有：汞、砷化物、卤化物、油蒸气、含硫和含氨物质以及粉尘等。钯合金可制成管状（称为钯管）或膜片（称钯

4、膜）。