[发明专利]一种用于氢气分离和提纯用复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于氢气分离和提纯用复合膜，其特征在于：包括扩散层(1)和设置在扩散层(1)两侧的碳化钨催化层(2)。

2.根据权利要求1所述的一种用于氢气分离和提纯用复合膜，其特征在于，所述碳化钨催化层(2)中钨与碳的摩尔比为1：(0.1-1)。

3.根据权利要求2所述的一种用于氢气分离和提纯用复合膜，其特征在于，所述碳化钨催化层(2)中钨与碳的摩尔比为1：1。

4.根据权利要求1所述的一种用于氢气分离和提纯用复合膜，其特征在于，所述扩散层(1)的材质为金属及合金或者陶瓷；

当扩散层(1)为金属及合金时，所述金属及合金为V、Nb、Ta、Mo、Ni、Ti、Pd、Pt、V-Ni合金、V-Cr合金、V-Cu合金、V-Fe合金、V-Al合金、V-Co合金、V-Mo合金、V-W合金、V-Ti-Ni合金、V-Fe-Al合金、V-Mo-W合金、Nb-Ti-Ni合金、Nb-Ti-Co合金、Nb-Mo-W合金、多孔不锈钢、多孔钛铝合金和高熵渗氢合金中的一种；

当扩散层(1)为陶瓷时，所述陶瓷为多孔氧化铝和沸石中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种用于氢气分离和提纯用复合膜，其特征在于，所述扩散层(1)的厚度为20-2000μm；所述碳化钨催化层(2)的厚度为5-1000nm。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种用于氢气分离和提纯用复合膜的制备方法，其特征在于，按照以下步骤：

步骤一：对扩散层(1)进行预处理；

步骤二：利用离子束对扩散层(1)表面进行清洗；

步骤三：采用磁控溅射、离子束溅射、电子束蒸发、脉冲沉积、分子束外延和原子层沉积中的一种在扩散层(1)的一侧形成碳化钨催化层(2)；

步骤四：采用磁控溅射、离子束溅射、电子束蒸发、脉冲沉积、分子束外延和原子层沉积中的一种在扩散层(1)的另一侧形成碳化钨催化层(2)。

7.根据权利要求6所述的一种用于氢气分离和提纯用复合膜的制备方法，其特征在于，

在步骤一中，依次采用丙酮和无水乙醇超声清洗扩散层(1)5-15min，重复2-3次，然后使用去离子水冲洗1-2min，再进行干燥。

8.根据权利要求6所述的一种用于氢气分离和提纯用复合膜的制备方法，其特征在于，在步骤三和步骤四中，采用磁控溅射在扩散层(1)的两侧分别形成碳化钨催化层(2)。

9.根据权利要求8所述的一种用于氢气分离和提纯用复合膜的制备方法，其特征在于，

步骤三和步骤四中的磁控溅射的条件包括：溅射腔内真空度小于10^-4Pa、扩散层温度为0-600℃；扩散层负偏压为0-500V；通入氩气流量为20-30sccm；工作压强为0.5-4Pa；溅射功率为50-300W；持续轰击为时间为5-120min。

10.一种根据权利要求1-9任意一种用于氢气分离和提纯用复合膜在氢气分离和/或氢气纯化中的应用。