Alexey Leontyev先生對基于陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜技術(shù)的探討——中國能源網(wǎng)專(zhuān)訪(fǎng)

2024年8月9-11日，第四屆復合材料和納米技術(shù)國際研討會(huì )(The 4th Int'l Conference on Composite Materials and Nanotechnology ，簡(jiǎn)稱(chēng)為CMN 2024)在中國成都成功召開(kāi)。會(huì )上來(lái)自俄羅斯古勃金石油天然氣大學(xué)(Gubkin Russian University of Oil and Gas)化學(xué)技術(shù)與生態(tài)學(xué)院的Alexey Leontyev做了主題為“基于陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜用于從氣體混合物中分離高純度氫氣”（Palladium-composite membranes based on anodized aluminum oxide for the separation of high-purity hydrogen from gas mixtures）的演講。

 

會(huì )議結束后，Alexey Leontyev先生抽空接受了本網(wǎng)編輯的線(xiàn)上采訪(fǎng)，對什么是基于陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域內容做了詳細介紹。本期，筆者就部分對話(huà)內容總結整理，以饗讀者。

 

 

Alexey Leontyev 

 

Alexey Leontyev, 畢業(yè)于俄羅斯古勃金石油天然氣大學(xué)(Gubkin Russian University of Oil and Gas)化學(xué)技術(shù)與生態(tài)學(xué)院。他在煉油催化劑（如加氫處理、重整、異構化）的開(kāi)發(fā)方面擁有豐富的經(jīng)驗。Alexey的研究領(lǐng)域包括鉑族金屬的新應用和化學(xué)合成催化劑。他目前在俄羅斯羅斯某鈀金中心工作。

 

1)什么是基于陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜技術(shù)？

 

Alexey：在我看來(lái)，復合膜的生產(chǎn)技術(shù)從科學(xué)角度來(lái)看非常有趣。選擇氧化鋁的前驅體，確定創(chuàng )建多孔結構的條件，并研究鋁箔陽(yáng)極氧化參數對孔結構及其分布的影響。另一個(gè)復雜的過(guò)程是選擇制作選擇性鈀層的方法和條件。我們與莫斯科國立大學(xué)合作開(kāi)發(fā)了這項技術(shù)。

 

在膜制造的第一階段，我們準備鋁箔以進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。為此，需要對鋁箔進(jìn)行煅燒、拋光和研磨處理。接下來(lái)，將材料在特定工藝參數下，在電解液中進(jìn)行兩階段陽(yáng)極氧化處理。在獲得可透過(guò)的陶瓷支撐體后，我們在其上涂覆選擇性鈀層。

 

為了實(shí)現這一目的，采用熱噴涂、磁控濺射、真空噴涂等多種方法，將選擇性鈀層涂覆在陽(yáng)極氧化鋁制成的陶瓷支撐體上。最終，通過(guò)電沉積技術(shù)在陽(yáng)極氧化鋁的多孔結構中形成納米絲。

 

在陶瓷基底上結合電沉積和鈀濺射工藝，可以制備出具有優(yōu)異性能的膜。

 

2) 基于陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜有哪些主要特點(diǎn)？

 

Alexey：我們復合膜的核心特點(diǎn)在于，選擇性鈀層不僅覆蓋在膜的外表面，還深入滲透到陽(yáng)極氧化鋁的孔隙結構中。

 

通過(guò)電沉積，我們將陽(yáng)極氧化鋁載體的孔隙填充，生成鈀納米絲。這不僅提升了膜的選擇性，還增強了噴涂在膜表面的選擇性鈀層的附著(zhù)力。

 

3) 基于陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜在哪些領(lǐng)域有更廣泛的應用？

 

Alexey：陽(yáng)極氧化鋁平板復合膜的應用范圍相當廣泛，本質(zhì)上它們是箔膜的直接競爭者，唯一的區別在于我們的膜更具成本優(yōu)勢。

 

我們現在看到氫在許多科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域中具有廣泛的應用前景，如氫燃料電池、電子學(xué)、冶金等。在這些領(lǐng)域中，對純氫的需求很高，而我們的膜可以用于獲取這種純氫。

 

4) 基于陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜技術(shù)未來(lái)會(huì )有哪些發(fā)展趨勢？

 

Alexey：在該項目的后續發(fā)展中，我們計劃通過(guò)增加濺射鈀層的厚度和延長(cháng)載體結構中的納米絲長(cháng)度來(lái)提升膜的選擇性。通過(guò)這種方法，氫氣的選擇性和純度將得到顯著(zhù)提高。因此，我們可以根據市場(chǎng)需求，提供不同性能和選擇性的膜。

 

5) 基于陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜有哪些優(yōu)勢和應用場(chǎng)景?

 

Alexey：復合膜的主要優(yōu)勢在于：其高性能和選擇性能夠以低于箔膜和管狀膜的成本實(shí)現。值得注意的是，我們的膜在最高可達400攝氏度的溫度下保持穩定運行。

 

6) 陽(yáng)極氧化鋁的鈀復合膜的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

 

Alexey：如前所述，陶瓷膜的主要優(yōu)點(diǎn)在于其高性能、良好選擇性以及相比其他類(lèi)型膜的更低成本。

 

這些膜的特殊之處在于需要制造專(zhuān)用的密封裝置并使用密封膏，以避免氣體通過(guò)膜產(chǎn)生非選擇性泄漏。

 

7) 鈀復合膜的分離效率如何？

 

Alexey：目前，我們的陶瓷膜在選擇性和性能方面與市場(chǎng)上的商業(yè)膜處于同一水平。我們已明確了項目的發(fā)展方向，并正在規劃下一步工作，目標是最終生產(chǎn)出性能更卓越、在低于商業(yè)膜操作溫度下仍能實(shí)現高效氣體分離的膜。