Моно- и биметаллические наночастицы на основе палладия как эффективный инструмент интенсификации транскристаллического переноса водорода

Аннотация

Разработана методика получения высокоактивных Pd-Pt нанокатализаторов на поверхности цельнометаллических Pd-23%Ag мембран. Данные покрытия представляли из себя большое количество пентагональноструктурированных наночастиц Pd-Pt со средними размерами порядка 100 нм, предназначенных для интенсификации процесса транспорта водорода. Методом плавки и проката с промежуточными отжигами были получены палладий-серебряные фольги толщиной 30 мкм, которые выступали в качестве основы мембран. Модификация поверхности осуществлялась методом электролитического осаждения с изменением параметров тока осаждения и состава рабочего раствора. Классические методы позволили получить на поверхности тонких палладий-серебряных пленок сферические частицы. Однако, снижение плотности тока осаждения, по сравнению с классическими методиками, и четкое соотношение компонентов в рабочем растворе с добавлением поверхностно-активного вещества позволили получить покрытия на основе частиц с особой геометрией. Разработанные материалы были исследованы в процессах низкотемпературного (25 °С) транспорта водорода в качестве диффузионных мембранных фильтров, где продемонстрировали значения плотности проникающего потока до 0,42 ммоль/с м2 при рабочих давлениях до 0,3 МПа. Установлено, что значения плотности проникающего потока водорода через мембраны, модифицированные пентадвойникованными Pd-Pt частицами, до 2,1 раза выше, чем через мембраны с классической палладиевой чернью. Данные нанокатализаторы на основе пентадвойникованных Pd-Pt частиц позволили значительно интенсифицировать транспорт водорода в условиях низких температур. Разработанные мембранные материалы смогут стать основой как для низкотемпературных устройств, таких как топливный элемент, водородный компрессор, так и найти применение в качестве диффузионных фильтров в реакторах парового риформинга.