氢分离与CO催化甲烷化双功能型钯复合膜

催化学报 , 2013, 34(9): 1720-1729. doi: 10.1016/S1872-2067(12)60636-6

氢分离与CO催化甲烷化双功能型钯复合膜

胡小娟 ^1, , 严文俊 ^2, , 丁维华 ^3, , 俞健 ^4, , 黄彦 ^5,

1.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

2.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

3.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

4.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

5.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

基金项目: the Jiangsu Planned Projects for Postdoctoral Research Fund(1102090C) 江苏省高校自然科学基金(09KJA530003) 中国博士后科学基金(2011M501220) the China Postdoctoral Science Foundation(2011M501220) 江苏省博士后科研资助计划(1102090C) the Natural Science Foundation of the Higher Education Institutions of Jiangsu Province,China(09KJA530003)

关键词：钯膜 , 氢分离 , 一氧化碳甲烷化 , 双功能 , 镍催化剂 , 质子交换膜燃料电池

Bifunctional palladium composite membrane for hydrogen separation and catalytic CO methanation

Xiaojuan Hu ^1, , Wenjun Yan ^2, , Weihua Ding ^3, , Jian Yu ^4, , Yan Huang ^5,

1.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

2.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

3.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

4.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

5.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

Keywords： Palladium membrane , Hydrogen separation , Carbon monoxide methanation , Bifunction , Nickel catalyst , Proton exchange membrane fuel cell

以多孔A12O3陶瓷为基体材料,采用浸渍法担载NiO后用2B铅笔修饰NiO/Al2O3表面,通过化学镀法沉积约5μm厚的金属钯,还原后成功制得Pd/Pencil/Ni/A12O3膜.为进行对比,还制备了未担载镍的Pd/Pencil/Al2O3膜.膜的表面和断面形貌分别采用扫描电镜和金相显微镜观测,膜的透氢动力学通过H2/N2单气体法测试,并以成分为H2 77.8％,CO 5.2％,CO2 13.5％和CH4 3.5％的原料氢测定了膜的氢分离效果.结果表明,未载镍的Pd/Pencil/A12O3膜只具有氢分离作用,而Pd/Pencil/Ni/A12O3膜还可以有效地将钯膜泄漏的CO和CO2转化为甲烷,因而成为双功能型钯膜.这种双功能膜尤其适用于面向质子交换膜燃料电池(PEMFC)的氢气分离,既有效解决了PEMFC对氢燃料中CO格外敏感的难题,又提高了对钯膜缺陷的容忍度,因而延长了钯膜的使用寿命.

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