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ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
Applied Chemistry for Engineering Vol.11 No.1 pp.113-120
DOI :

A Study on the Palladium Alloy Composite Membrane by Vacuum Electrodeposition

Nam Seung Eun

Abstract

Thin (less than 2 ㎛ thickness) and dense palladium/nickel (Pd/Ni) alloy composite membranes have been fabricated on mesoporous stainless steel (SUS) support modified with submicron nickel powder and copper striking method. The deposition layer was made by vacuum electrodeposition technique employing Pd/Ni complex reagent. The deposition layer depended on the experimental condition, especially annealing have an important effect on structure and stability of deposite film. The composition and phase structures of the alloy film were studied by RBS and XRD. The gas permselectivities of hydrogen against nitrogen were measured in terms of the post-heat treatment condition. The membranes were characterized by permeation experiments with hydrogen and nitrogen at temperature ranging from 623 to 823 K and pressure from 10.3 to 51.7 cmHg. The composite membranes at 773 K of annealing temperature showed higher performance: hydrogen permeance of 3.9×10-2㎤/㎠·cmHg·s and hydrogen/nitrogen (H2/N2) selectivity was about 2700 at 823 K.

연구논문 / 팔라디움 합금 복합막에 의한 수소 분리

남승은,이규호

초록

니켈 미세분말과 구리 스트라이킹법으로 처리된 다공성 스테인레스강 지지체 위에 진공-전기도금법에 의해 얇고 핀홀이 없는 팔라디움 합금 도금층을 형성시킨 복합막을 제조하였다. 도금층의 특성은 제조 실험 조건에 의존하며 특히 열처리는 안정성을 갖는 실용적인 수소 기체 분리막으로 적용함에 있어 중요한 요소로 작용하였다. 합금 도금층의 조성과 상 구조는 RBS와 XRD에 의해 확인하였으며 열처리 조건에 따른 수소와 질소 기체의 선택투과 성능을 측정하였다. 제조된 복합막의 투과 특성은 10.3~51.7 cmHg의 압력 범위, 623~823 K 온도 범위에서 수소와 질소 기체에 대해 실시하였으며 열처리 조건을 질소 분위기 하에서 773K, 2시간 동안 실시하여 제조된 복합막은 팔라디움 합금층의 구조를 안정화 시키는 동시에 수소에 대해 우수한 선택투과 특성을 가졌다. 이때 수소 투과도는 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 823K 이상에서 3.9×10-2㎤/㎠·cmHg·s, 수소와 질소 기체의 선택도 (H2/N2)는 2700 이상의 값을 가졌다.

Figure

Table