自支撐型的鈀膜管或膜片厚度為15-100微米,材質(zhì)一般是鈀銀或鈀銅合金。主要用于氫氣的分離,也可以用于氫同位素的分離,以及氫同位素之間的分離。自支撐型鈀膜的缺點是強度差、滲透率低、成本高。為解決這一問題,人們將鈀膜沉積在多孔基體上,形成負(fù)載型鈀膜(又稱鈀復(fù)合膜或復(fù)合鈀膜)。
氫氣透鈀過程
鈀具有只讓氫原子穿透的高度篩選能力。因著這項特性,將能利用鈀金屬膜將氫原子由混合氣體中篩出,并制作高純度氫氣。因此,鈀被當(dāng)做是小的原子篩,在制造半導(dǎo)體或LED制程中所需的超高純度氫氣,或燃料電池所需的氫氣時,十分有幫助。利用鈀膜的氫氣選透機制,鈀膜有缺陷或膜的密封不良,氫氣的純度就會下降。
氫氣透鈀過程
通常認(rèn)為,氫氣透過鈀膜的方式遵循溶解——擴散機制,包含以下五個步驟:
(1)氫分子在鈀膜表面化學(xué)吸附,并解離。
(2)表面氫原子溶解于鈀膜。
(3)氫原子在鈀膜中從一側(cè)擴散到另一側(cè)。
(4)氫原子從鈀膜析出,呈化學(xué)吸附態(tài)。
(5)表面氫原子化合成氫分子并脫附。