2024年8月9-11日，第四屆復合材料和納米技術國際研討會(The 4th Int'l Conference on Composite Materials and Nanotechnology ，簡稱為CMN 2024)在中國成都成功召開。會上來自俄羅斯古勃金石油天然氣大學(Gubkin Russian University of Oil and Gas)化學技術與生態(tài)學院的Alexey Leontyev做了主題為“基于陽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。
會議結(jié)束后，Alexey Leontyev先生抽空接受了本網(wǎng)編輯的線上采訪，對什么是基于陽極氧化鋁的鈀復合膜技術等相關領域內(nèi)容做了詳細介紹。本期，筆者就部分對話內(nèi)容總結(jié)整理，以饗讀者。
Alexey Leontyev, 畢業(yè)于俄羅斯古勃金石油天然氣大學(Gubkin Russian University of Oil and Gas)化學技術與生態(tài)學院。他在煉油催化劑（如加氫處理、重整、異構(gòu)化）的開發(fā)方面擁有豐富的經(jīng)驗。Alexey的研究領域包括鉑族金屬的新應用和化學合成催化劑。他目前在俄羅斯羅斯某鈀金中心工作。
Alexey：在我看來，復合膜的生產(chǎn)技術從科學角度來看非常有趣。選擇氧化鋁的前驅(qū)體，確定創(chuàng)建多孔結(jié)構(gòu)的條件，并研究鋁箔陽極氧化參數(shù)對孔結(jié)構(gòu)及其分布的影響。另一個復雜的過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合作開發(fā)了這項技術。
在膜制造的第一階段，我們準備鋁箔以進行陽極氧化處理。為此，需要對鋁箔進行煅燒、拋光和研磨處理。接下來，將材料在特定工藝參數(shù)下，在電解液中進行兩階段陽極氧化處理。在獲得可透過的陶瓷支撐體后，我們在其上涂覆選擇性鈀層。
為了實現(xiàn)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極氧化鋁制成的陶瓷支撐體上。最終，通過電沉積技術在陽極氧化鋁的多孔結(jié)構(gòu)中形成納米絲。
在陶瓷基底上結(jié)合電沉積和鈀濺射工藝，可以制備出具有優(yōu)異性能的膜。
Alexey：我們復合膜的核心特點在于，選擇性鈀層不僅覆蓋在膜的外表面，還深入滲透到陽極氧化鋁的孔隙結(jié)構(gòu)中。
通過電沉積，我們將陽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力。
3) 基于陽極氧化鋁的鈀復合膜在哪些領域有更廣泛的應用？
Alexey：陽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(qū)別在于我們的膜更具成本優(yōu)勢。
我們現(xiàn)在看到氫在許多科學和技術領域中具有廣泛的應用前景，如氫燃料電池、電子學、冶金等。在這些領域中，對純氫的需求很高，而我們的膜可以用于獲取這種純氫。
4) 基于陽極氧化鋁的鈀復合膜技術未來會有哪些發(fā)展趨勢？
Alexey：在該項目的后續(xù)發(fā)展中，我們計劃通過增加濺射鈀層的厚度和延長載體結(jié)構(gòu)中的納米絲長度來提升膜的選擇性。通過這種方法，氫氣的選擇性和純度將得到顯著提高。因此，我們可以根據(jù)市場需求，提供不同性能和選擇性的膜。
5) 基于陽極氧化鋁的鈀復合膜有哪些優(yōu)勢和應用場景?
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現(xiàn)。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(wěn)定運行。
6) 陽極氧化鋁的鈀復合膜的優(yōu)缺點是什么？
Alexey：如前所述，陶瓷膜的主要優(yōu)點在于其高性能、良好選擇性以及相比其他類型膜的更低成本。
這些膜的特殊之處在于需要制造專用的密封裝置并使用密封膏，以避免氣體通過膜產(chǎn)生非選擇性泄漏。
Alexey：目前，我們的陶瓷膜在選擇性和性能方面與市場上的商業(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(guī)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現(xiàn)高效氣體分離的膜。
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