张桂凯
,
陆光达
,
陈虎翅
,
银陈
稀有金属材料与工程
为了解杂质气体对钯柱氢氘排代性能的影响程度,利用快排代法考察了排代氢中添加CO,O2,CH4,CO2等气体后室温下钯柱氢氘排代效率的变化情况,并测量了钯表面O2,CO,CH4的等温吸附曲线.结果表明:H2中仅加入10 μL/L的CO,排代性能已显著下降,随CO含量的增加,排代性能随之显著降低,当CO含量增至3000 μL/L时将几乎没有排代效果;O2的影响比CO弱,H2中含3000 μL/L的O2时排代性能约下降20%;然而当H2中含3000 μL/L的CO2时排代性能约下降3.2%;CH4的影响则相对可忽略.
关键词:
氢同位素
,
排代
,
钯
,
CO
,
O2
,
CH4
,
CO2
唐涛
,
郭淑兰
,
陆光达
,
陈虎翅
,
朱新亮
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.02.005
采用PVT方法精确测定了40～60目的海绵钯(Pd)粉末在5～50 ℃范围内吸放H2, D2的P-C-T 曲线.结果表明:25 ℃, 0.1 Mpa时H2, D2在Pd中的溶解度分别为75.8和70.4 ml(STP)·g-1 Pd;Pd与H2, D2反应的坪台热力学函数分别为:Δha=-18.7 kJ·mol-1 H, -17.6 kJ·mol-1 D, Δsa=-46.4 J·K-1·mol-1H, -49.6 J·K-1·mol-1D;ΔHd=21.3 kJ·mol-1H, 18.7 kJ·mol-1D, ΔSd=50.8 J·K-1·mol-1H, 49.1 J·K-1·mol-1D.H, D在α相的溶解热力学函数为:ΔHr→0=-6.5 kJ·mol-1H, -5.6 kJ·mol-1D;ΔSr→0=-53.5 J·K-1·mol-1H, -53.7 J·K-1·mol-1D.Pd-Q(Q=H, D)体系存在明显的迟滞效应, 升高温度可改善吸放氢循环的压力迟滞效应, 但不能消除.伴随迟滞效应的吉布斯自由能损失(Δgloss)在低于50 ℃时保持不变, 对Pd-H和Pd-D体系分别为1.28和1.25 kJ·mol-1H(D);当高于50 ℃时Δgloss分别减小约4%和11%.
关键词:
钯
,
氢同位素
,
热力学
,
迟滞效应
唐涛
稀有金属材料与工程
基于实验测定海绵Pd颗粒在278 K～323 K范围内吸放H2,D2的P-C-T曲线,结合文献给出的其它形态的Pd吸放氢结果进行系统比较分析,探讨了形态对钯-氢体系热力学性质的宏观影响和微观本质.在室温附近,氢的饱和固溶度与坪压随Pd的粒度减小而增加;Pd的形态或粒度对氢的饱和固溶度和吸氢坪压的影响程度则随温度升高而减小,而且坪压之间的差别在温度较高时不再明显甚至消失.吸氘坪压差别大,解吸坪压差别小.Pd-H体系中α→β的相变热焓、热熵(绝对值)随粒度减小而减小,单晶Pd相应热力学函数最小.海绵Pd颗粒中的压力迟滞效应最明显,材料本底缺陷密度决定不同形态Pd-H体系的压力迟滞效应的大小.
关键词:
钯
,
形态
,
氢同位素
,
热力学
谢波
,
翁葵平
,
侯建平
,
夏修龙
,
李毅
,
古梅
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.20.030
氢同位素在分子筛上的吸附分离行为是一重要的科学及工程基础问题.针对He/H2/HD与5A分子筛这一体系,综合应用Langmuir-Freundlich吸附等温线方程、空隙填充吸附模型和理想吸附溶液理论,初步描述了He/H2/HD体系在5A分子筛上的吸附分离行为.结果表明:在忽略He吸附的情况下,采用不同方式获得H2/HD体系的吸附等温线虽有差异,但趋势一致;在相同温度下,5A分子筛中每种组分的饱和吸附量是相同的,与组分种类无关;分离因子的计算结果显示,低温循环色谱法分离浓缩H2/D2体系、HD/D2体系和HT/H2体系是完全可行的.
关键词:
吸附
,
分离
,
分子筛
,
氢同位素
张桂凯
,
陆光达
稀有金属材料与工程
在25℃～100℃的温度范围内,测定了PdY8.5Ru0.19合金吸放氢、氘的P-C-T曲线.与纯钯相比,合金的P-C-T曲线坪区变窄,坪压降低,有显著的同位素效应,但迟滞效应较小.合金吸放氢氘的P-C-T曲线可拟合成p=A(er/B-1)形式.吸氘热焓为-13.9 kJ/mol·D2,熵变为-9.4 J/mol K·D2.进行了25℃下合金吸氢、氘速率的测量,合金吸氢、氘速率常数分别为KH=2.39×10-4 mol·s-1,KD=1.16×10-4 mol·s-1.而且合金的氢化过程用渐进转化模型描述.
关键词:
Pd
,
Pd-Y-Ru合金
,
氢同位素
,
热力学
,
动力学
陆光达
,
张桂凯
,
陈淼
,
王晓英
稀有金属材料与工程
研究了厚度40 μm的Pd8.5Y0.19Ru(原子分数)合金膜的氢渗透性能.结果表明,在573～723 K温度范围内,氢在膜中的渗透符合Fick第一定律,氕、氘的渗透率表达式分别为φH=2.566×10-6exp(-3542.45/T) mol/m·s·Pa05和φD=1.398× 10-6exp(-3443.72/T) mol/m·s·Pa0.5,与钯钇合金相比,合金元素钌的加入降低了氕氘的渗透率和渗透分离系数.另外,CH4对膜还具有较强的毒化作用.
关键词:
d8.5Y0.19Ru合金膜
,
氢同位素
,
渗透
,
分离系数
黄火根
,
陈亮
,
杜晓清
,
李嵘
稀有金属材料与工程
Ti-Zr-Ni基二十面体准晶是一类特殊的储氢材料,在氢能和核聚变能领域具有较强应用前景.采用XRD、TEM、XPS技术和气固反应系统研究了Ti39Zr38Ni17Pd6二十面体准晶的储氘性能.该合金室温下的饱和吸氘浓度接近11 mmol·D2/g·M (D2指氘分子,M指金属),超过Zr2Fe和ZrCo 2种合金.在吸放氘循环过程中,没有发现该合金发生相转变.饱和吸氘使得准晶格膨胀了6.37％,并使得Ti与Zr的结合能上升0.2和0.6 eV,反映出氢原子在这种材料中的占位更靠近这2种金属原子.放氘结果显示该合金具有可能较低的坪台压力,350℃左右低于1 kPa,这意味着氘原子在该合金中比在ZrCo合金中具有更高的稳定性.以上结果表明,这种准晶有可能替代Zr2Fe和ZrCo合金而在核聚变能领域得到应用.
关键词:
准晶
,
储氢合金
,
氢同位素
,
Ti-Zr-Ni-Pd
黄火根
,
刘天伟
,
陈亮
,
张志
稀有金属材料与工程
针对Ti36Zr40Ni20Pd4合金用X射线衍射仪和气固反应系统研究了其吸铸之前的晶体结构与吸氘特性.结果表明,吸铸前Ti36Zr40Ni20Pd4合金母锭形成了配位数为14的MgZn2结构的简单六方C14 Laves相,晶格常数a=0.5287 nm与c=0.8610 nm.简单活化后,该合金可在室温下大量吸氘,浓度达到10.96 mmol·D2/g·M(D2指氘分子,M指合金).经过一次吸放氘循环后,吸氘动力学显著提高,吸氘速率常数达到0.015 s-1.相对于成分相同的准晶相,Laves相Ti36Zr40Ni20Pd4合金吸氘较慢,但吸氘量相近,具有一定的储氢前景.
关键词:
储氢合金
,
Laves相
,
Ti-Zr-Ni-Pd合金
,
氢同位素
陈虎翅
,
陆光达
,
李赣
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2003.06.020
利用气-固相氢同位素交换模型, 对钯柱上的氢同位素排代进行了计算机模拟. 计算了氕排代氘、氘排代氕以及氘排代氚过程中钯柱流出端氢同位素各组分丰度随流入气量的变化关系, 研究了氢同位素分离因数、比表面积以及排代柱长度对排代效果的影响. 结果表明: 根据数学模型获得的排代流出曲线与实验结果具有很好的一致性; 增大材料的比表面积, 可以显著地改善排代效果; 对于具有正氢同位素效应的金属-氢体系, 排代效果与分离因数关系密切: 分离因数越大, 排代效果越好; 氘排代氕以及氘排代氚的效果均不如氕排代氘; 在所涉及的范围内, 当体积流速恒定, 排代柱的长度对排代效果没有影响.
关键词:
钯
,
氢同位素
,
排代
,
模拟
叶小球
,
齐洪柱
,
罗德礼
,
郑振华
,
朱宏志
稀有金属材料与工程
在25～50℃的温度范围内,测定了钯氘化物(PdD0.6)的放氘动力学曲线.结果表明:钯氘化物在室温附近可实现快速放氘,放氘反应速率随温度升高而增加；在相同温度下,随着放氘压力接近于该温度下的放氘平衡压,放氘速率逐渐减小；钯氘化物的放氘动力学受化学吸附的氘原子在钯表面复合过程的控制,放氘反应速率常数与温度之间满足Arrhenius关系;放氘反应的活化能为30.02 kJ·mol-1·D2-1.
关键词:
Pd
,
氢同位素
,
氘
,
动力学
