1 透氢膜要求的条件 对氢气有极大的溶解性、渗透性，不易产生难熔的氧化膜，而作为脱氢和制氢等反应的反应器，还需要具有良好的机械和热稳定性以及卫衣的选择透氢性。 不含钯的其它致密金属透氢膜也有一些报道，如铂膜、钒膜、钒镍合金膜、铌膜、钽膜等等，但这些金属膜不是透氢率低，就是稳定性差。 钯及其合金膜具有非常高的氢渗透选择性、良好的机械和热稳定性及催化活性等一系列优点，钯及钯合金膜在催化膜反应及氢分离与纯化应用方面已引起人们越来越多的兴趣与深入广泛的研究。 Pd属铂族元素。Pd是元素周期表中唯一将最外层电子全部填充到4d轨道的元素。早期理论认为其4d带存在0.6个空穴，近期实验证明空穴数应为0.36。可能正是这种缺陷使钯具有许多特殊性质，如常温下最大的吸氢能力，氖在钯晶格中的异常行为(冷聚变)，选择透氢性能等。在Pt族元素中Pd吸H能力最强，在常温常压下其吸H原子比H/Pd=0.71，海绵状或粉末状的钯能吸收其体积900倍的氢气。在真空中加热至100℃时又能将溶解的氢释放出来。 图1 各种金属的透氢性比较 钯膜在越来越多的环境支撑能量系统中(如载运工具发动机中的燃料电池和能量配置)以及煤气化气体净化等方面充当着重要角色。钯膜的发展经历了从最初的纯钯膜、钯合金膜(主要为钯银、钯钇合金)到目前备受关注并具有良好应用前景的钯及钯基复合膜。 氢与钯接触时，会形成氢化钯。氢原子在钯膜中溶解后可以形成氢化钯的固态溶液，而氢在该固态溶液中具有很高的流动性，导致氢在钯膜中的扩散。氢化钯是典型的金属型氢化物，氢是以原子状态溶于钯中。氢化钯在不同的温度和氢气压力下会有α 、β 两种不同的晶相。当温度低于298 ℃(313℃)，并且氢气压力低于2MPa时，氢溶解于钯后首先会形成α 相氢化钯，随钯金属中氢浓度的提高，β相氢化钯从α 相氢化钯中析出，引起H/Pd之比出现骤然升高，并导致晶格急剧膨胀(例如20℃时，β相的析出可使H/Pd之比从约0.03 骤然升高到约0.57, FCC晶格常数则从3.894nm升高到4.018nm，因而造成严重的晶格畸变。当α 相氢化钯完全转化为β 相时，这种不连续的、急剧的晶格膨胀才消失。同理，当氢气压力下降时，α相氢化钯也会从β 相中析出，引起H/Pd之比会出现骤然降低，并导致钯晶格收缩。反复的α 相β 相转变将使钯膜脆裂，这就是氢脆现象。当然，298℃以下时，温度越高，α 、β 相氢化钯共存的H/Pd范围越窄，氢脆强度越弱。 图2 Pd— H2体系相图 为避免氢脆现...
