无机膜的气体传递机理与模型.pdfVIP

第 20 卷 　第 3 期 膜 　科 　学 　与 　技 　术 Vo1. 20 　No. 3 2000 年 6 月 MEMBRAN E SCIENCE AND TECHNOLO GY J un. 2000 无机膜的气体传递机理和模型 李传峰　钟顺和 (天津大学化工学院 , 天津 　300072) 摘 　要 　无机膜在高温高压和苛性环境下应用所显示的优越性日益受到人们的重视. 在论述 无机膜的优缺点及其应用的基础上 ,着重阐述和分析了致密膜、固体氧化物膜和多孔膜的气体 传递机理和理论模型 ,最后对无机膜发展中存在和尚待解决的问题作一简要述评. 关键词 　无机膜 　传递机理 　气体传递模型 分类号 　TQ028. 8 　　无机膜属固态膜的一种 ,是由无机材料、无机高 分离中 ,只选择透过某一组分 ,选择性很高 ,但由于 分子材料制成的半透膜 ,最初用来分离不受化学分 扩散系数小 ,渗透通量不大. 纯钯膜在氢吸附脱附循 235 238 β 离作用影响的核物质 U F6 和 U F6 ,80 年代初期 环后 ,Pd 和 H 若形成 - 相结合后 ,在 310 ℃以上 在法国奶业和饮料业成功得以应用后 ,其技术和产 不稳定 ,若形成 α- 相则在高温下稳定 ,但透氢量 业地位才逐步确立. 低 ,两相可在常温下转化 ,但具体形成哪一相由起始 无机膜的优点是显而易见的[1 ,2 ] ,热稳定性好 , 温度和氢的分压决定[5 ] . 纯钯膜不管形成什么相都 可在高温下使用 ;化学稳定性好 ,能耐有机溶剂、氯 会变脆 ,缺乏对硫化物、磷化物和碳沉积物的化学惰 化物和强酸碱溶液腐蚀 ,且不被微生物降解 ;机械性 性[6 ] ,解决此问题的办法一般是将其做成合金. 钯 能好 ,不可压缩和拉伸 ;而且易再生 ,容易清洗 ,寿命 膜加铝后可提高膜的稳定性和有效地阻止毒物 ;加 长 ;控制一两个参数就可以效果明显地控制透过率 Ru 后可消除 S 对膜的毒害作用[3 ] , 以钒作钯膜的金 ( ) ( 和选择性. 因而在食品 ,饮料 膜过滤 、医药卫生 膜 属基则有好的渗透性且不氢脆 ;而将 Pt 涂在膜反应 ) ( ) ( [7 ] 除菌 、石油化工 加氢、脱氢 、生物技术 高温除 器内壁则可防腐 . 合金能增加金属基质的空隙空 ) ( ) 菌 、环境工程 如汽车尾气的净化 以及新型能源 间 ,改善膜的渗透性能. ( ) [3 ] ,尤其是在 ZrO 、ThO 等固体氧化物膜对氧具有优良的 分离氢 等方面有着潜在的广泛应用 2 2 涉及高温高压和有腐蚀的环境中有着其它膜材料无 选择性 ,在高温下是氧的快离子导体. 用摩尔分数为 可比拟的优势. 6 %～10 %碱金属或稀土金属氧化物如 Y O 、CaO 、 2 3 气体膜分离被认为是无机膜重要应用领域之