[发明专利]利用选择性可渗透膜的方法

权利要求书

1.一种用于通过包括氢物质的至少第一反应物与第二反应物的反应来合成产物的方法，所述方法包括：

(i)提供氢物质选择性可渗透固体膜(HSPM)，其具有氢物质接收侧和产物合成侧；

(ii)在氢物质接收侧提供氢物质来源；

(iii)在产物合成侧提供第二反应物来源；

(iv)提供跨所述HSPM的氢物质来源的浓度梯度或分压压差，使得产物合成侧上的氢浓度低于氢物质接收侧上的氢浓度，由此实现氢物质迁移通过HSPM，以用于在产物合成侧的表面或其附近与第二反应物的反应；

其中所述HSPM的至少产物合成侧具有表面修饰，所述表面修饰包括对于所述第二反应物能渗透的层用于促进在所述第一反应物和所述第二反应物之间在所述层中的反应以形成所述产物，且其中所述层包含由粗糙化表面、金属物质和催化剂提供的多个三相反应位点，以散布于粗糙化表面的组合物提供所述金属物质和所述催化剂。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述粗造化表面是HSPM的外层或在HSPM上沉积的层，所述粗糙化表面包括氢物质可渗透的金属、其金属氧化物、金属合金或金属陶瓷。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述粗糙化表面由选自下组的氢可渗透的材料形成：钯，钛和镍，钯、钛、钒、锆、铌、钽的合金，或选自该组的一种或多种与银、铜、铬、铁、镍或钴的合金，及其金属陶瓷。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述粗糙化表面在HSPM的浇注过程中原位形成，或通过HSPM表面的随后的机械或化学磨蚀来形成。

5.如权利要求2所述的方法，其中所述粗糙化表面是金属溅射的表面。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述金属溅射的表面是钯溅射的表面。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述金属物质是氢物质可渗透的金属、其金属氧化物、金属合金或金属陶瓷。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述氢物质可渗透的金属、其金属氧化物、金属合金或金属陶瓷选自钯、钛和镍组成的组。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述氢物质可渗透的金属、其金属氧化物、金属合金或金属陶瓷选自钯和钯氧化物中的至少一种。

10.如权利要求1所述的方法，其中HSPM由选自下组的氢可渗透的材料形成：钯、钛和镍，钯、钛和镍的合金，及其金属陶瓷。

11.如权利要求1所述的方法，其中HSPM是氢可渗透的钯膜。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述第二反应物来源是氮物质来源且所述方法用于合成氨。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述催化剂是包括基于铁氧化物的催化剂的氨合成催化剂。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述氨合成催化剂选自方铁矿和赤铁矿中的至少一种。

15.一种氢物质选择性可渗透固体膜(HSPM)，由选自下组的氢可渗透的材料形成：钯，钛和镍，钯、钛、钒、锆、铌、钽的合金，或选自该组的一种或多种与银、铜、铬、铁、镍或钴的合金，及其金属陶瓷，其中所述膜的至少一侧或其部分包括表面修饰，所述表面修饰包括能渗透的层并且在该层中包含由粗糙化表面、金属物质和催化剂提供的多个三相反应位点，以散布于粗糙化表面的组合物提供所述金属物质和所述催化剂。