[发明专利]氢分离膜以及制造氢分离膜的方法

权利要求书

1.氢分离膜，其包括：

多孔载体，其由金属或陶瓷材料制成；

缓冲层，其由陶瓷材料制成并以多个柱的形式在所述多孔载体上形成，其中所述缓冲层由多个层形成；以及

基于钯的金属分离膜，其在所述缓冲层上形成并能够分离氢。

2.如权利要求1所述的氢分离膜，其中所述缓冲层包括由基于氧化物的陶瓷材料制成的层，所述陶瓷材料例如为MO_y(M为Ti或Zr)其中氧的组成为1<y<2，或为Al₂O_z其中氧的组成为2<z<3。

3.如权利要求2所述的氢分离膜，其中所述缓冲层具有由不同的陶瓷材料形成的相邻的层。

4.如权利要求2所述的氢分离膜，其中所述缓冲层的形式为多个直径为10nm至200nm的柱。

5.如权利要求4所述的氢分离膜，其中所述缓冲层的多个柱分别形成，或以多个簇的形式形成。

6.如权利要求1所述的氢分离膜，其中所述缓冲层包括：

第一缓冲层，其在所述多孔载体上形成并由一种选自TiO_y、ZrO_y和Al₂O_z的基于氧化物的陶瓷材料形成，其中氧的组成为1<y<2或2<z<3；

第二缓冲层，其在所述第一缓冲层上形成并由基于氧化物的陶瓷材料形成，所述陶瓷材料包含选自Ti、Zr、Al、Si、Ce、La、Sr、Cr、V、Nb、Ga、Ta、W和Mo中的一种；以及

第三缓冲层，其在所述第二缓冲层上形成并由一种选自TiO_y、ZrO_y和Al₂O_z的基于氧化物的陶瓷材料形成，其中氧的组成为1<y<2或2<z<3。

7.氢分离膜，其包括：

多孔载体；

缓冲层，其以多个柱的形式在所述多孔载体上形成并由基于氧化物的陶瓷材料制成，所述陶瓷材料例如为MO_y(M为Ti或Zr)其中氧的组成为1<y<2，或为Al₂O_z其中氧的组成为2<z<3；以及

基于钯的金属分离膜，其在所述缓冲层上形成。

8.制造氢分离膜的方法，其包括：

制备由金属或陶瓷材料制成的多孔载体；

以多个柱的形式在所述多孔载体上形成缓冲层，其中所述缓冲层由陶瓷材料制成并由多个层形成；以及

在所述缓冲层上形成能够分离氢的基于钯的金属分离膜。

9.如权利要求8所述的方法，其中在形成所述缓冲层时，由基于氧化物的陶瓷材料形成所述缓冲层，所述陶瓷材料例如为MO_y(M为Ti或Zr)其中氧的组成为1<y<2，或为Al₂O_z其中氧的组成为2<z<3。

10.如权利要求9所述的方法，其中在形成所述缓冲层时，使用MO₂或Al₂O₃作为靶标在真空条件下通过溅射法形成所述缓冲层。

11.如权利要求9所述的方法，其中在形成所述缓冲层时，通过向用作源的M金属板或粉末供应氧气，并通过蒸发的M与所述氧气反应而氧化所述M金属板或粉末从而以柱的形式在所述多孔载体上生长。