Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка основ технологии получения мембран на основе гидридообразующих интерметаллических соединений с полимерным связующем, для глубокой очистки водорода

ФИО: Стругова Д.В.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.т.н. Задорожный В.Ю., к.т.н. Миловзоров Г.С.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Физического материаловедения

Академическая группа: ММФ13-2

Мембранная газоочистка – одна из наиболее востребованных и активно развивающихся в последние годы областей науки и техники. Особое значение в разработке новых высокопроизводительных и экономически конкурентоспособных мембранных технологий приобретает процесс производства водорода высокой чистоты. Одной из важных научных и технологических проблем является очистка водорода. На сегодняшний день основным компонентом устройств глубокой очистки водорода являются палладий – содержащие сплавы

Также существует ряд более доступных интерметаллических соединений (ИМС) на основе редкоземельных металлов, циркония, титана и др., которые по своей водородсорбционной способности превосходят палладий, однако они используются только в системах хранения и очистки водорода сорбционного типа. Для создания мембран на основе гидридообразующих ИМС, необходимы новые решения, направленные на предотвращение их охрупчивания и диспергирования, также немало важна повышенная устойчивость к пассивации поверхности примесными газами.

В настоящей работе для разработки методики получения композиционных металлполимерных мембран использовались механообработанные интерметаллические порошки TiFe и LaNi5 и полимерные связующие политетрафторэтилен (ПТФЭ) и полиэтилен (ПЭ). Покрытие из полимерного связующего на порошок гидридообразующего ИМС, было нанесено методом механоактивационной обработки в высокоэнергетическом шаровом планетарном активаторе. Полученные металлополимерные композиты, на основе ИМС, были изучены различными методами, а также проведены прецизионные p-V-T измерения при их взаимодействии с водородом.

Разработан экспериментальный метод нанесения покрытия из полимеров на поверхность порошков ИМС с применением механической активации. Разработаны основы лабораторной методики получения металлполимерных мембран для очистки водорода. Исследованы сорбционные и газотранспортные свойства полученных металлополимерных мембран.

Показана возможность использования ПТФЭ в качестве защитного, проницаемого для водорода, покрытия, способного предотвращать окисление активной поверхности металла, а также выдерживать процедуру активации взаимодействия с водородом, проведение которой необходимо для оптимальной работы ИМС TiFe.

Исследовано влияние температуры на ИМС TiFe покрытого защитным полимерным покрытием. Максимальная температура, при которой возможна эксплуатация металлополимерных композиционных порошков без нарушения защитного полимерного покрытия составляет 300°С. Ёмкость абсорбированного водорода составляет 0,9 масс. %, при комнатной температуре и давлении 2,5 МПа.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 14-03-31621-мол_а.