[发明专利]钯–陶瓷–钯双层复合膜材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种钯–陶瓷–钯双层复合膜材料，其特征在于：以中空管状或平板状多孔陶瓷为载体，于中空管状载体的内外表面均制备有钯膜，或于平板状多孔陶瓷载体的上下表面均制备有钯膜，形成钯膜–多孔陶瓷载体–钯膜双层金属膜复合体系，利用多孔陶瓷载体为膜组件的骨架，骨架两侧均为钯金膜，钯膜作为分离氢气提供活泼氢原子的主体；两者相互配合，共同组成了钯复合膜结构。

2.根据权利要求1所述的双层钯复合膜材料，其特征在于：所述骨架载体材料为多孔的陶瓷γ–Al₂O₃，孔隙率为40％–55％，孔分布为70mm–100mm，其中70mm–80mm的孔所占体积比为70％–85％，80mm–100mm的孔所占体积为15％–30％；载体两侧为致密金属钯膜。

3.根据权利要求1或2所述的双层钯复合膜材料，其特征在于：镀层厚度为0.1μm–100μm；不或可掺杂以在复合膜中掺杂Ag,Cu,Au,Pt,Ni,Rh,Ru,Fe和Co金属中的一种或二种以上，其掺杂量为5％–50％，提高膜材料的机械性能。

4.一种权利要求1、2或3所述双层钯复合膜材料的制备方法，其特征在于：所述致密金属钯膜可以通过化学镀或者电镀的方法制备，镀液中不掺杂或可以在复合膜中掺杂Ag,Cu,Au,Pt,Ni,Rh,Ru,Fe和Co金属中的一种或二种以上可溶性盐或酸中的一种或二种以上，提高膜材料的机械性能。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述电镀过程中，以水为溶剂，钯镀液的成分主要是，主盐：[Pd(NH₃)₂]Cl₂，辅盐：NH₄Cl，KCl，络合剂：质量分数20％–40％的氨水；[Pd(NH₃)₂]Cl₂的质量浓度为2g/L～10g/L，NH₄Cl的质量浓度为2g/L～10g/L，KCl的质量浓度为0.1g/L～5g/L，水中络合剂用量为10mL/L～20ml/L；钯电镀液的pH为7.0～10.0。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：化学镀分为种钯核敏化过程和钯镀过程，所述化学镀过程中，以水为溶剂，钯核液的成份主要是，主盐：PdSO₄，辅盐：Na₂B₂O₇·10H₂O；还原剂：二甲基硼烷；钯镀液的成分主要是，主盐：PdCl₂，辅盐：甲酸钠，络合剂：乙二胺；

钯核溶液中，PdSO₄的质量浓度为0.1g/L～10g/L，Na₂B₂O₇·10H₂O的质量浓度为0.1g/L～10g/L，二甲基硼烷的质量浓度为0.1g/L～5g/L；钯镀液中，PdCl₂的质量浓度为0.1g/L～10g/L，甲酸钠的质量浓度为0.1g/L～5g/L，乙二胺的浓度为0.05g/L～2g/L；钯镀液的pH为4.0～10.0。

7.根据权利要求4、5或6所述的制备方法，其特征在于：

(1)电镀条件：20℃–60℃，常压，搅拌速率为10r/s–60r/s；

(2)化学镀的种钯核过程条件：10℃–60℃，常压，不搅拌；

(3)化学镀钯过程条件：20℃–80℃，常压，搅拌速率为25r/s–80r/s。

8.一种权利要求1、2或3所述双层钯复合膜材料在氢气的分离和二氧化碳捕获中的应用，或在CH₄和CO₂温室气体的捕获、化石、生物化学品中H₂的制备、H₂分离或H₂提纯中的应用。