仙居县叶再荣废旧金属回收站

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废钯碳回收:钯膜提纯氢气的机理简析

时间:2021-11-24 作者:91再生 来源:91再生网

 

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  废钯碳回收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的负十五次方米,而钯的晶格常数为3.88×10的负十次方米(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。废钯碳回收在钯管表面,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。废钯碳回收在钯中添加适量的IB族和Ⅷ族元素,制成钯合金,可改善钯的机械性能。

  废钯碳回收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有关。升高温度,增大压力差及减小膜的厚度,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(称钯膜)。

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