[发明专利]一种用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料，包括钒合金及设置在所述钒合金两侧的氢催化层，其特征在于，所述钒合金的成分表达式为V_aM_bX_c，其中M为能够与V形成固溶体的高熵合金，X为脱氧合金化元素，其中原子百分比含量中，65at％≤a＜100at％，0at％＜b≤30at％，0at％≤c≤5at％，且a+b+c＝100；所述氢催化层能够催化解离氢分子并渗透氢原子。

2.根据权利要求1所述的用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料，其特征在于，所述钒合金中V的原子百分比为89％-90％，M的原子百分比为5％-10％，X的原子百分比为0％-1％。

3.根据权利要求1所述的用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料，其特征在于，所述钒合金中的M成分的合金元素为W、V、Nb、Ta、Mo、Mn、Ti、Zr、Al、Hf、Cu中的四种及以上。

4.根据权利要求3所述的用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料，其特征在于，所述M成分为WNbMoTa、WNbMoTaV、W_xNbMoTa(x＝0.01～1)、WNbMo_xTa(x＝0.01～1)、WMoNbTaTi、HfNbTaTiZr、HfNbTaZr、Al_xHfNbTaTiZr(x＝0～0.1)中的一种。

5.根据权利要求1所述的用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料，其特征在于，所述钒合金中的X成分为Cr、Mn、Ti、Al、Mg、以及稀土元素La、Se、Y中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料，其特征在于，所述钒合金在723K的氢渗透系数≥2×10^^-8molH₂ s^-1m^-1Pa^-0.5。

7.根据权利要求1所述的用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料，其特征在于，所述氢催化层材料为铂族金属、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物、过渡金属硫化物、石墨烯中的一种或多种；

所述铂族金属为Ru及Ru基合金、Pd及Pd基合金、Lr及Lr基合金、Pt及Pt基合金中的一种；

所述过渡金属碳化物为Nb_xC、V_xC、Ta_xC、Mo_xC、Cr_xC、Ti_xC、Mn_xC、W_xC、Fe_xC、Zr_xC中的一种；

所述过渡金属硫化物为Nb_xS、V_xS、Ta_xS、Mo_xS、Cr_xS、Ti_xS、Mn_xS、W_xS、Fe_xS、Zr_xS中的一种。

8.根据权利要求1所述的用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料，其特征在于，所述氢催化层厚度为50-1000nm。

9.一种权利要求1-8任一项所述的用于氨分解氢气分离纯化的钒合金膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、精确称量纯钒和各溶质元素金属，放置于熔炼设备中，抽真空，然后对配比好的原材料进行熔炼；

S2、对熔炼好的铸态母合金锭进行线切割获得所需尺寸和形状的钒合金；

S3、对步骤S2制得的钒合金表面进行打磨和抛光处理，然后在合金两侧施镀氢催化层，制得氨分解氢气分离纯化所需的氢分离膜材料。