[实用新型]一种氢气分离提纯膜

说明书

本实用新型提供了一种氢气分离提纯膜。本实用新型的氢气分离提纯膜，包括自上而下依次层叠设置的氢解离层、氢扩散层和氢重组层，所述氢扩散层为基底层，所述氢解离层和氢重组层均为碳化钼薄膜。本实用新型的氢气分离提纯膜提高了氢分离和提纯时的氢渗透性能并降低了使用成本，为实现新型、廉价、高效和稳定的氢气分离和提纯提供了新的选择。

技术领域

本实用新型涉及氢气分离技术领域，尤其是涉及一种氢气分离提纯膜。

背景技术

在全面建成小康社会来临之际，能源问题与环境问题成了制约工业发展的主要因素，氢能因具有储量大、热值高等诸多优点从而在新能源领域备受瞩目。由于半导体、氢能源汽车、航空航天等众多领域对使用的氢气纯度要求至少为99.999％，因此迫切需要寻找一种高效、廉价、可循环的方法以获取高纯氢。

目前，高纯氢主要通过变压吸附或低温蒸馏法获取，而膜分离法是当前最有效的氢气提纯技术，其中滤氢钯膜已经在氢气分离和提纯领域得到广泛应用。然而，钯金属属于贵金属元素，资源稀缺且价格昂贵，且低温下容易发生氢脆，因此目前金属基渗氢膜的研究致力于复合膜的研究以及寻找同样具有类Pd催化解离性质的材料。

鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氢气分离提纯膜，该氢气分离提纯膜提高了氢分离和提纯时的氢渗透性能并降低了使用成本。

本实用新型提供一种氢气分离提纯膜，包括自上而下依次层叠设置的氢解离层、氢扩散层和氢重组层，所述氢扩散层为基底层，所述氢解离层和氢重组层均为碳化钼薄膜。

进一步地，所述碳化钼薄膜为晶态碳化钼薄膜。

进一步地，所述氢解离层的厚度为5-500nm。

进一步地，所述氢扩散层的厚度为20-20000μm。

进一步地，所述氢重组层的厚度为5-500nm。

进一步地，所述基底层为金属层、金属合金层或非金属陶瓷层。

进一步地，所述金属层为钒金属层、铌金属层、钽金属层、钼金属层、镍金属层、钛金属层、钯金属层、铂金属层或多孔不锈钢金属层。

进一步地，所述金属合金层为钒镍合金层、钒铬合金层、钒铜合金层、钒铁合金层、钒铝合金层、钒钴合金层、钒钼合金层、钒钨合金层、钒钛镍合金层、钒铁铝合金层、钒钼钨合金层、铌钛镍合金层、铌钛钴合金层、铌钼钨合金层或高熵渗氢合金层。

进一步地，所述非金属陶瓷层为多孔氧化铝陶瓷层、多孔氧化锆陶瓷层或沸石层。

本实用新型以碳化钼薄膜作为表面氢解离层和氢重组层，彻底取代了贵金属Pd，大幅度降低了应用成本；同时，本实用新型的氢气分离提纯膜还大幅提高了氢分离和提纯时的氢渗透性能，为实现新型、廉价、高效和稳定的氢气分离和提纯的材料和器件提供了新的选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的氢气分离提纯膜的结构示意图；

图2为本实用新型的氢气分离提纯膜的工作原理示意图；

图3为实施例1-4在未负载基底负偏压的不同基底温度下制备的Mo₂C/V氢气分离提纯膜材料的GIXRD图谱；