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天津工大谭小耀教授团队高温氢分离膜研究获重要进展
天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室 王明明 / 时间:2017-03-29 13:42:10

  据天津工业大学新闻网2017年3月22日讯 近日,我校分离膜与膜过程国家重点实验室、环化学院谭小耀教授带领的无机膜创新团队在高温氢分离膜方面取得重要进展,制备出低成本高透量、高稳定性Ni基金属中空纤维膜,相关研究成果发表在国际膜领域著名期刊Journal of Membrane Science(2016,509: 156-163)上,本论文第一作者为硕士研究生王明明。
  氢既是重要的化工原料,也是一种理想的清洁和可再生能源。钯膜及其合金膜是目前研究相对较多的致密透氢金属膜材料之一,因具有独特的催化性能和非常高的H2选择性。然而,金属Pd价格昂贵,而且金属钯膜存在操作弹性小以及氢脆及碳和硫中毒等问题,限制了它的大规模应用。低成本的Ni基金属膜在高温透氢(如核能制氢技术)领域受到人们的高度关注,被认为是膜法制氢大规模应用的新希望。
  为此,谭小耀教授课题组通过控制相转化操作条件等,调节金属Ni中空纤维膜的形貌和性能,制备出比表面积大(可达500~9000m-1)、膜厚度薄的金属Ni中空纤维膜,该膜的氢渗透率在900℃达到2.76×10-9 mol×m-1×s-1×Pa-0.5,与Pd-Ag/a-Al2O3膜在400℃的氢渗透率相当,并且金属Ni中空纤维膜在CO、CO2以及水蒸气气氛下具有很好的稳定性,因而可适合于直接高温制氢。同时,建立了金属Ni中空纤维膜分离器高温分离氢气的数学模型,该模型能很好地预测实际中空纤维膜分离器的实际分离行为。本研究为金属制氢膜的工业应用奠定了理论和技术基础。


天津工大谭小耀教授团队高温氢分离膜研究获重要进展


谭小耀教授  ■谭小耀教授
  博士生导师,天津市特聘教授。1988年毕业于湘潭大学化学工程专业;1991~1995年,中国科学院大连化学物理研究所化学工程专业工学硕士、博士;1995~1997年,大连理工大学工业催化博士后。曾任山东理工大学化学工程副教授、教授,加拿大Sherbrooke大学化工系访问教授,澳大利亚Curtin大学访问教授,英国皇家工程院访问研究员,《Journal of Membrane and Separation Technology》期刊编委,国家“青年千人计划”、国家“青年拔尖人才支持计划”评审专家。主要从事膜制备与应用、燃料电池、催化反应工程等方面的研究,主持完成国家863计划、国家自然科学基金、国际合作交流项目、省部级等科研项目15项。发表SCI/EI收录论文160余篇,主编、参编专著6部(章),申请国家发明专利24项(授权16项),获中国科学院科学发明二等奖1项。已培养博士研究生和硕士研究生28人。在分离膜与膜过程国家重点实验室领衔无机膜技术课题组,主要研究陶瓷膜、金属膜、分子筛膜等无机膜材料的制备及其在气体与液体分离、化学反应以及能源转化中的应用,目前承担了国家自然科学基金项目2项,中英国际合作交流项目1项,天津市重点基金项目1项以及一批横向项目。研究室拥有先进的试验条件,配置了陶瓷电解质材料微波合成反应器、无机中空纤维膜纺丝机、高温气氛烧结炉、电化学工作站、膜反应器性能测试系统等无机膜制备和表征设备。近年来,发表研究论文20余篇,出版学术专著3部(章),申请国家发明专利8项。研究室注重学术交流,与英国帝国理工学院、新加坡国立大学、澳大利亚科廷大学、上海交通大学等国内外知名高校建立了紧密的合作关系。实验室具有良好的无机膜制备条件及测试条件,拥有微波合成反应器、无机中空纤维膜纺丝机、高温气氛烧结炉、电化学工作站、膜反应器性能测试系统等无机膜制备和检测设备。
  研究领域 
  1、陶瓷电解质膜与空分制氧
  ●新型陶瓷电解质膜材料设计与合成方法
  ●电解质膜内离子传递机理与过程模拟
  ●复合电解质膜设计与制备
  ●陶瓷膜空分制氧系统
  2、催化膜反应器与反应过程强化
  ●催化膜材料制备与性能表征
  ●催化反应-膜分离过程耦合机理
  ●膜反应器模拟与设计
  ●膜微反应器
  ●新型膜催化反应过程开发
  3、新型固体氧化物燃料电池
  ●阴极材料合成与性能表征
  ●质子导体陶瓷电解质燃料电池
  ●微管式固体氧化物燃料电池
  ●燃料电池膜反应器
  4、金属膜与分子筛膜
  ●NaA/Al2O3分子筛渗透汽化膜
  ●SiO2分子筛膜
  ●Pd-及Pd-Cu合金氢分离膜
  ●陶瓷金属透氢膜