Эффект ультразвуковой обработки мембранной фольги сплава Pd–4 ат. % In–1 ат. % Ru: сорбция и водородопроницаемость

Иевлев В. М.; Солнцев К. А.; Горбунов С. В.; Рошан Н. Р.; Касьянов В. С.; Морозова Н. Б.; Донцов А. И.

doi:10.31857/S0002337X23110052

Эффект ультразвуковой обработки мембранной фольги сплава Pd–4 ат. % In–1 ат. % Ru: сорбция и водородопроницаемость

Авторлар: Иевлев В.¹, Солнцев К.¹, Горбунов С.¹, Рошан Н.¹, Касьянов В.¹, Морозова Н.¹, Донцов А.¹
Мекемелер:
1. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
Шығарылым: Том 59, № 11 (2023)
Беттер: 1318-1325
Бөлім: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/252410
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23110052
EDN: https://elibrary.ru/WVHLII
ID: 252410

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат
Рұқсат жабық

Рұқсат берілді
Рұқсат жабық

Тек жазылушылар үшін

Аннотация
Авторлар туралы
Әдебиет тізімі
Қосымша файлдар
Статистика

Аннотация

Методами циклической вольтамперометрии, оже-электронной спектроскопии и атомно-силовой микроскопии исследовано влияние ультразвуковой обработки поверхности мембранной фольги твердого раствора системы Pd–In–Ru на сорбцию водорода и водородопроницаемость. Показано, что такая обработка приводит к увеличению сорбции водорода в приповерхностный слой фольги при сохранении величины ее водородопроницаемости. Установлено, что ультразвуковая обработка позволяет сохранить без изменений морфологию, состав и структуру фольги.

Негізгі сөздер

твердый раствор Pd–4 ат. % In–1 ат. % Ru, тонкая фольга, очистка поверхности, ультразвуковая обработка, вольтамперометрия, оже-электронная спектроскопия, атомно-силовая микроскопия, водородопроницаемость

Әдебиет тізімі

Conde J.J., Marono M., Sanchez-Hervas J.M. Pd-Based Membranes for Hydrogen Separation: Review of Alloying Elements and their Influence on Membrane Properties // Sep. Purif. Rev. 2017. V. 46. P. 152–177. https://doi.org/10.1080/15422119.2016.1212379
Paglieri S.N., Way J.D. Innovations in Palladium Membrane Research // Separ. Purif. Rev. 2002. V. 31 P. 1–169. https://doi.org/10.1081/SPM-120006115
Yun S., Oyama S.T. Correlations in Palladium Membranes for Hydrogen Separation: a Review // J. Membr. Sci. 2011. V. 375. P. 28–45. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.057
Sazali N., Mohamed M.A., Salleh W.N. Membranes for Hydrogen Separation: a Significant Review // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2020. V. 107. P. 1859–1881. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05141-z
Ockwig N.W., Nenoff T.M. Membranes for Hydrogen Separation // Chem. Rev. 2007. V. 107. P. 4078–4110. https://doi.org/10.1021/cr0501792
Zhang Y., Zhou Y.J., Lin J.P., Chen G.L., Liaw P.K. Solid-Solution Phase Formation Rules for Multi-Component Alloys // Adv. Eng. Mater. 2008. V. 10. P. 534–538. https://doi.org/10.1002/adem.200700240
Schoots K., Ferioli F., Kramer G.J., B.C.C. van der Zwaan. Learning Curves for Hydrogen Production Technology: an Assessment of Observed Cost Reductions // Int. J. Hydrogen Energy. 2008. V. 33. P. 2630–2645.
Khakurel H., Taufique M.F.N., Roy A., Balasubramanian G., Ouyang G., Cui J., Johnson D.D., Devanathan R. Machine Learning Assisted Prediction of the Young’s Modulus of Compositionally Complex Alloys // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 17149. https://doi.org/10.1038/s41598-021-96507-0
Morreale B.D., Ciocco M.V., Enick R.M., Morsi B.I., Howard B.H., Cugini A.V., Rothenberger K.S. The permeability of hydrogen in bulk palladium at elevated temperatures and pressures // J. Membr. Sci. 2003. V. 212. P. 87–97. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(02)00456-8
Grashoff G.J., Pilkington C.E., Corti C.W. The Purification of Hydrogen: a Review of the Technology Emphasizing the Current Status of Palladium Membrane Diffusion // Platin. Met. Rev. 1983. V. 27. P. 157–169.
Ma Y.H., Mardilovich I.P., Engwall E.E. Thin composite palladium and palladiumalloy membranes for hydrogen separation // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2003. V. 984. P. 346–360. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2003.tb06011.x
Peters T.A., Kaleta T., Stange M., Bredesen R. Development of Thin Binary and Ternary Pd-Based Alloy Membranes for Use in Hydrogen Production // J. Membr. Sci. 2011. V. 383. P. 124–134. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.08.050
Habib M.A., Harale A., Paglieri S., Alrashed F.S., Al-Sayoud A., Rao M.V., Nemitallah M.A., Hossain S., Hussien M., Ali A., Haque M.A., Abuelyamen A., Shakeel M.R., Mokheimer E.M.A., Ben-Mansour R. Palladium-Alloy Membrane Reactors for Fuel Reforming and Hydrogen Production: a Review // Energy Fuels. 2021. V. 35. P. 5558–5593. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c04352
Bosko M.L., Fontana A.D., Tarditi A., Cornaglia L. Advances in Hydrogen Selective Membranes Based on Palladium Ternary Alloys // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. P. 15572–15594. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.02.082
Uemiya S., Kajiwara M., Kojima T. Composite Membranes of Group VIII Metal Supported on Porous Alumina // AIChE J. 1997. V. 43. P. 2715–2723.
Braun F., Tarditi A.M., Miller J.B., Cornaglia L.M. Pd-Based Binary and Ternary Alloy Membranes: Morphological and Perm-Selective Characterization in the Presence of H2S // J. Membr. Sci. 2014. V. 450. P. 299–307. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2013.09.026
Gryaznov M.V., Orekhova N.V. Reactors with Metal and Metalcontaining Membranes // Structured Catalysts and Reactors / Eds. Cybulski Andrej, Moulijn Jacob A. N. Y.: CRC, 2005. P. 435–462.
Burkhanov G.S., Gorina N.B., Kolchugina N.B., Roshan N.R. Palladium-Based Alloy Membranes for Separation of High Purity Hydrogen from Hydrogen-Containing Gas Mixtures // Platin. Met. Rev. 2011. V. 55. P. 3–12. https://doi.org/10.1595/147106711X540346
Petriev I.S., Lutsenko I.S., Voronin K.A., Pushankina P.D., Baryshev M.G. Hydrogen Permeability of Surface-Modified Pd-Ag Membranes at Low Temperatures // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2020. V. 791. P. 012058.
Иевлев В.М., Донцов А.И., Морозова Н.Б., Рошан Н.Р., Сербин О.В., Прижимов А.С., Солнцев К.А. Способы очистки поверхности мембранной фольги твердых растворов на основе палладия // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 10. С. 1117–1122. https://doi.org/10.31857/S0002337X2010005X
Fernandez E., Medrano J.A., Melendez J., Parco M., Viviente J.L., Van Sint Annaland M., Gallucci F., Pacheco Tanaka D.A. Preparation and Characterization of Metallic Supported Thin Pd–Ag Membranes for Hydrogen Separation // Chem. Eng. J. 2016. V. 305. P. 182–190. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.09.119
Uluc A.V., Moa J.M.C., Terryn H., Böttger A.J. Hydrogen Sorption and Desorption Related Properties of Pd-Alloysdetermined by Cyclic Voltammetry // J. Electroanal. Chem. 2014. V. 734. P. 53–60.
Wvarezza R.C., Montemayor M.C., Fatas E. Electrochemical Study of Hydrogen Absorption in Polycrystalline Palladium // J. Electroanal. Chem. 1991. V. 313. P. 291–301.
Морозова Н.Б., Введенский А.В., Максименко А.А., Донцов А.И. Тонкослойная многоцикловая катодно-анодная хроноамперометрия процессов инжекции/экстракции атомарного водорода в металл с учетом стадии фазограничного обмена // Электрохимия. 2018. Т. 54. № 4. С. 395–407. https://doi.org/10.7868/S0424857018040023
Морозова Н.Б., Введенский А.В. Фазограничный обмен и нестационарная диффузия атомарного водорода в металлической пленке I. Анализ токового транциента // Конденсированные среды и межфазные границы. 2015. Т. 17. № 4. С. 451–458.
Gorbunov S.V., Kannykin S.V., Penkina T.N., Roshan N.R., Chustov E.M., Burkhanov G.S. Palladium–Lead Alloys for the Purification of Hydrogen-Containing Gas Mixtures and the Separation of Hydrogen from Them // Russ. Metall. (Met.). 2017. № 1. P. 54–59. https://doi.org/10.1134/S0036029517010050
Иевлев В.М., Прижимов А.С., Донцов А.И. Структура межфазной границы α–β в твердом растворе PdCu // Физика твердого тела. 2020. Т. 62. № 1. С. 53–58.