[发明专利]一种超薄液态金属复合膜及制备方法和应用

权利要求书

1.一种液态金属复合膜，其特征在于，所述复合膜含有：

多孔陶瓷膜支撑体；和

隔离层，形成在多孔陶瓷膜支撑体的表面上；和

浸润层，形成在隔离层表面上，所述浸润层为氧化硅或氧化钛浸润层，在隔离层表面形成浸润层的制备为：取粒径为0.1-5μm的氧化硅或氧化钛涂覆在隔离层表面，0.1-10℃/min的升温速率至600-1500℃，保温1-5h，重复上述操作1-8次，使浸润层厚度达到1-50μm；和

液态金属层，形成在浸润层, 可通过控制浸润层的厚度而控制液态金属层的厚度；

其中：所述液态金属层，液态金属为镓和选自铅、铟、钒、镍、钯、钛中的一种或一种以上的金属组成的合金。

2.根据权利要求1所述一种液态金属复合膜，其特征在于，所述多孔陶瓷膜支撑体是由聚醚砜(PES)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、陶瓷粉体按照质量比1：2-8：0.05-0.5:1-10的比例制成;和/或

所述隔离层为碳化硅隔离层。

3.根据权利要求2所述一种液态金属复合膜，其特征在于，所述氧化硅或氧化钛的粒径为0.1-5μm。

4.根据权利要求1所述的液态金属复合膜的制备方法，其特征在于，包括：

多孔陶瓷膜支撑体的制备步骤；

隔离层原料的配制步骤，及在多孔陶瓷膜支撑体表面形成隔离层的制备步骤；

浸润层原料的准备，及在隔离层表面形成浸润层的制备步骤；

液态金属层原料的准备，及在浸润层上形成液态金属层的制备步骤。

5.根据权利要求4所述一种液态金属复合膜的制备方法，其特征在于，所述多孔陶瓷膜支撑体的制备为：按照质量比1：2-8：0.05-0.5:1-10的比例称取聚醚砜(PES), N-甲基吡咯烷酮(NMP), 聚乙烯吡咯烷酮（PVP），陶瓷粉体，混合均匀得制膜浆料，制膜浆料经真空脱气处理后，经相转化法一步制得非对称结构莫来石陶瓷微管，非对称结构莫来石陶瓷微管经1000-1700℃烧结制得多孔陶瓷膜支撑体。

6.根据权利要求5所述一种液态金属复合膜的制备方法，其特征在于，制得的非对称结构莫来石陶瓷微管直径为1-50mm。

7.根据权利要求4所述一种液态金属复合膜的制备方法，其特征在于，隔离层原料的配制为：以摩尔比为1-5：1的葡萄糖和碱性硅溶胶为原料，制备溶胶A；且

在多孔陶瓷膜支撑体表面形成隔离层的制备为：采用浸渍涂覆法将溶胶A涂覆在多孔陶瓷膜支撑体表面上，氦气气氛中，0.1-5℃/min的升温速率至600-1000℃，保温1-5h，0.1-5℃/min上升至1300-1700℃，保温1-5h；重复上述操作1-7次。

8.根据权利要求4所述一种液态金属复合膜的制备方法，其特征在于，液态金属层原料的准备，及在浸润层上形成液态金属层的制备为：取镓和选自铅、铟、钒、镍、钯、钛中的一种或一种以上的金属组成的合金，经物理气相沉积法负载在浸润层表面，并每隔0.1-5h通入少量空气实现金属的部分氧化。

9.权利要求1-3任一种所述液态金属复合膜或权利要求4-8任一所述制备方法制备的液态金属复合膜作为氢气分离膜在纯化氢气中的应用。