膜附着技术的制作方法

1.本发明的领域是提供一种膜布置结构。实施方案提供了一种用于将金属膜固定到衬底上的改进技术。


背景技术：

2.氢越来越多地被用作能源。氢的一个优点是它燃烧产生水，因此它是一种清洁的燃料。氢可用作燃烧燃料的应用包括为船舶提供动力和作为家用气体供应。氢也可用于燃料电池，它是传统电池的一种环保替代品。
3.制氢的一种有效形式是合成气。合成气可以通过重整天然气来生产。合成气是主要包含一氧化碳和/或二氧化碳以及氢气的气体混合物。合成气还可以包括一定量的二氧化碳和其他气体，例如甲烷。也可以对合成气进行水煤气变换反应，以增加气体混合物中氢气的浓度。为了生产基本上纯的氢气，有必要将氢气与气体混合物中的其他气体分离。
4.将氢气与其他气体分离的一种已知技术是使用钯合金膜。气体混合物通过以膜作为管壁的管道。氢气扩散通过膜，从而与气体混合物中不能通过膜的其他气体分离。
5.在已知的氢气分离器中，膜厚度通常在100微米的数量级。氢气可以通过膜的速率与膜厚度成反比并且与膜表面积成正比。
6.由于膜厚度较大，通过这种膜分离氢气的速度较慢。此外，由于钯价格昂贵，所以实施成本很高。
7.普遍需要改进已知的气体分离装置，特别是已知的膜附着技术。


技术实现要素：

8.根据本发明的第一方面，提供了一种将膜固定到衬底上的方法，所述方法包括：将金属层沉积到衬底的表面上；以及执行将金属膜结合到所沉积的金属层上的结合过程。
9.优选地，所沉积的金属层包括银、钯、镍和/或铜。
10.优选地，所沉积的金属层的厚度为0.01至1微米，优选0.01至0.50微米，更优选为约0.1微米或约0.5微米。
11.优选地，其中所述金属膜包括钯和/或钯合金。
12.优选地，沉积所述金属层包括执行溅射过程。
13.优选地，所述结合过程持续约1分钟至约350小时，优选约10分钟至约24小时，更优选约1小时至约12小时，以使得所述结合过程可以持续约1小时，更优选约6小时至约8小时。
14.优选地，所述结合过程包括在封闭环境中施加热量和压力。
15.优选地，在所述结合过程中施加的压力为1至30barg，优选为5至20barg，更优选为5barg。
16.优选地，所施加的压力是气体压力。
17.优选地，所施加的压力是机械施加的压力。
18.优选地，所述封闭环境中包含氢气。
19.优选地，所述封闭环境中包含10至80vol％的氢气，优选20至70vol％的氢气，更优选40vol％的氢气。
20.优选地，所述封闭环境中基本上仅包含惰性气体，诸如氮气。
21.优选地，所沉积的金属层包括钯；并且所述结合过程中施加的温度为200℃至500℃，优选为400℃至450℃。
22.优选地，所沉积的金属层包括铜、银或镍；并且所述结合过程中施加的温度为350℃至450℃，优选为约440℃。
23.优选地，所述金属膜包括除钯之外的一种或多种其他金属。
24.优选地，所述金属膜包括银；并且优选地，所述金属膜包括15wt％至40wt％的银，其中所述金属膜的其余成分基本上为钯；更优选地，所述金属膜包括约77wt％的钯和约23wt％的银。
25.优选地，所述金属膜的厚度小于10微米，优选为0.2至5微米，更优选为1至4微米。
26.根据本发明的第二方面，提供了一种膜布置结构，其包括固定到衬底上的金属膜，其中所述膜布置结构是根据第一方面的方法制造的。
27.优选地，所述膜布置结构用于在气体分离装置中将第一气体与一种或多种其他气体分离。
28.优选地，所述第一气体为氢气并且所述一种或多种其他气体包括氮气、甲烷、一氧化碳和/或二氧化碳。
29.根据本发明的第三方面，提供了一种用于在分离装置中将第一气体与一种或多种其他气体分离的气体分离段，所述气体分离段包括：根据第二方面的膜布置结构作为第一膜布置结构，其是基本上平坦的；根据第二方面的膜布置结构作为第二膜布置结构，其是基本上平坦的；所述第一膜布置结构的衬底具有第一表面和第二表面，其中所述第一膜布置结构的衬底的第二表面与所述第一膜布置结构的衬底的第一表面相比位于所述第一膜布置结构的衬底的相反一侧上；所述第二膜布置结构的衬底具有第一表面和第二表面，其中所述第二膜布置结构的衬底的第二表面与所述第二膜布置结构的衬底的第一表面相比位于所述第二膜布置结构的衬底的相反一侧上；以及网状物，其布置在所述第一膜布置结构的衬底的第二表面与所述第二膜布置结构的衬底的第二表面之间；其中：所述第一膜布置结构的膜被固定到所述第一膜布置结构的衬底的第一表面上；以及所述第二膜布置结构的膜被固定到所述第二膜布置结构的衬底的第一表面上。
30.根据本发明的第四方面，提供了一种用于将第一气体与一种或多种其他气体分离的分离装置，所述分离装置包括：用于接收包括第一气体和一种或多种其他气体的气体混合物的入口；多个根据第三方面的气体分离段，其中所述多个气体分离段布置成堆叠；第一出口，其被布置成对已经穿过一个或多个气体分离段中的一个或多个膜的所述第一气体进行输出；以及第二出口，其被布置成对没有穿过一个或多个气体分离段中的一个或多个膜的至少所述一种或多种其他气体进行输出。
31.根据本发明的第五方面，提供了一种将第一气体从包括所述第一气体和一种或多种其他气体的气体混合物中分离的方法，所述方法包括：将所述气体混合物送入根据第四方面的分离装置中；从所述分离装置接收第一气体流，所述第一气体流基本上仅包括所述第一气体；以及从所述分离装置接收第二气体流，所述第二气体流至少包括除所述第一气
体以外的所述一种或多种其他气体。
附图说明
32.结合在此并形成说明书一部分的附图示出了本发明的实施方案，并用于阐明本发明的实施方案的一些方面，并使相关领域的技术人员能够制作和使用本发明的实施方案。
33.图1a、1b和1c示出了根据一个实施方案的用于将膜固定到衬底上的方法的步骤；
34.图2示出了根据一个实施方案的膜布置结构；
35.图3是根据实施方案的可包括膜布置结构的分离装置的一部分的部件的横截面；
36.图4a和图4b示出了根据实施方案的可包括膜布置结构的气体分离段；
37.图4c示出了根据实施方案的可包括膜布置结构的气体分离段的堆叠；
38.图5示出了根据实施方案的可包括膜布置结构的分离装置的部分；以及
39.图6是根据一个实施方案的方法的流程图。
具体实施方式
40.wo 2020/012018 a1(其全部内容通过引用并入本文)公开了一种气体分离装置，所述气体分离装置有利地在膜厚度较小的情况下提供大的膜表面积。在气体分离装置中，用于分离氢气的多个膜附着到相应的多个衬底。然而，薄膜附着到衬底上提供了许多技术挑战。当使用已知技术将薄膜附着到衬底时，可能经历的问题包括例如膜的泄漏和/或脱离。这些问题增加了气体分离装置的制造成本和可靠性。
41.实施方案提供了用于将膜固定到衬底上的改进技术。实施方案特别适合于将薄膜附着到衬底上。实施方案的优选应用是用于气体分离装置的膜布置结构的构造，如wo 2020/012018 a1中所公开。
42.图1a、1b和1c示出了根据实施方案的膜附着技术的步骤。
43.根据实施方案的膜附着技术能够将膜103(可以是薄膜103)附着到衬底101。与已知技术相比，实施方案的优点可以包括以下一个或多个：膜103更牢固地附着到衬底101、所附着的膜周围气体泄漏的风险降低、膜103从衬底101脱离的风险降低以及膜寿命增加。
44.膜103可以是钯膜。图1a示出了将钯膜103固定在其上的衬底101。衬底101可由金属、陶瓷、聚合物或其组合制成。优选地，衬底101为烧结板。优选地，衬底101由aisi316l制造。
45.根据实施方案的衬底101可以具有氢气可穿过其的性质。衬底101可以是多孔材料，或由于固体扩散而可被氢气穿透的材料(例如，电子和氧离子传导和/或质子传导陶瓷或ivb和vb族金属的混合导体)或其层状组合。
46.发明人已经意识到，作为一种材料质量，钯具有生长到自身以及其他材料中的潜力。这在实施方案中用于改进钯膜103对衬底101的附着。
47.在图1b中，可包括钯的非常薄的金属层102首先沉积在衬底101的表面上。金属层102可通过溅射沉积沉积在衬底上。溅射沉积过程可在实质性真空中进行。金属层102可替代地通过任何其他已知的沉积技术沉积在衬底上。
48.所沉积的金属层102的效果可以是衬底101表面上的表面峰被沉积金属覆盖，在本实施方案中所述沉积金属包括钯。沉积的金属量可基本上仅为覆盖表面峰所需要的量。覆
盖表面峰的金属层102可例如具有在0.01至1微米之间、更优选在0.03至0.3微米之间、更优选在0.1至0.25微米之间的厚度，更优选厚度为约0.1微米。
49.在图1c中，钯膜103被放置在所沉积的金属层102上，并且钯膜103通过可称为烧入过程(burn-in process)的结合过程与所沉积的金属层102结合。烧入过程可能导致膜103生长到衬底101上的所沉积的金属层102中。由此，膜103可以生长到衬底101表面上的表面峰上，并因此被固定到衬底101上。实施方案还包括类似地放置在所沉积的金属层102上的钯合金膜103，以及类似地通过结合过程将钯合金膜103结合到所沉积的金属层102。
50.根据实施方案的膜103可以小于10微米厚。也就是说，在与膜103的平面正交的距离内，膜103的平面主表面彼此相距小于10微米。膜103优选在0.2微米至5微米厚之间，更优选在1微米至4微米厚之间。
51.根据实施方案的膜103可基本上仅由钯制成。或者，膜103可包括钯和一种或多种除钯以外的其他金属。
52.膜103的组成优选地使得其重量的15％至40％为银，其余重量为钯。优选地，膜103的组成使得其重量的五分之一至三分之一为银，其余为钯。更优选地，膜103的组成使得其重量的77％为钯并且其重量的23％为银。
53.膜103可包括钯、银和金属x和/或金属y，其中金属x不同于金属y，并且金属x和金属y都是除钯和银之外的其他金属。
54.用于将膜103结合到所沉积的金属层102的烧入过程的最合适的条件可取决于所沉积的金属层102的组成和膜103的组成。
55.下文根据第一实施方案描述了烧入过程的适当条件。在第一实施方案中，所沉积的金属层102是钯或包括钯，并且膜103是钯或包括钯。
56.烧入过程可持续长达约350小时，优选地烧入过程持续长达约14天，优选地烧入过程持续少于约24小时，更优选地烧入过程持续约1至约12小时，并且优选地烧入过程持续约6至约8小时。烧入过程可持续约1小时。烧入过程可持续约1分钟至约350小时，或约10分钟至约24小时，或约30分钟至约1小时。
57.烧入过程可包括在封闭环境中施加热量和压力。烧入过程优选在高达约650℃或更高的温度、优选在约200℃与500℃之间、优选在约300℃与450℃之间、更优选在约380℃与约480℃之间、更优选在约400℃与450℃之间的下端进行。烧入过程优选在约1barg至约30barg之间，优选约5barg至约20barg之间，更优选5barg的压力下进行。烧入过程的处理时间可能与施加的温度相关。例如，在较高施加的温度下，较短的处理时间可能就足够了。在烧入过程中施加的压力可以是施加的气体压力。可替代地，施加的压力可以是机械施加的压力。活塞(或其他装置/表面)可例如被压在膜上以施加压力。例如，活塞可施加约2000kn/m2的压力。
58.烧入过程可在包括氢气的封闭环境中执行。封闭环境可包括约10vol％至约80vol％之间的氢气(使得可以存在70vol％的氢气)，优选地在约20vol％至约70vol％之间的氢气，更优选地可以存在约40vol％的氢气。封闭环境中的剩余气体可以是惰性气体，并且优选是氮气，但可以是任何其他惰性气体，例如氩气。
59.在烧入过程的第二实施方案中，烧入过程可替代地在不包括氢气的封闭环境中执行。封闭环境可仅包括惰性气体，例如氮气或氩气。烧入过程的第二实施方案可以在比烧入
过程的第一实施方案更高的温度下进行。例如，烧入过程的第二实施方案可以优选在高达约650℃的温度下进行。
60.在封闭环境中使用氢可以改善衬底101与膜103之间的结合。然而，在封闭环境中仅使用惰性气体的优点是，在烘箱中加热衬底101和膜103可能更安全。
61.与使用已知技术时所实现的相比，烧入过程可以确保膜103更牢固地附着到衬底101上。因此，根据实施方案的包括附着到衬底上的膜的膜布置结构可以比根据已知技术制造的膜布置结构更稳固。
62.尽管上文已结合钯膜103描述了实施方案的膜附着技术，但实施方案还包括基本上包括除钯之外的其他金属的膜103。例如，实施方案可用于将铝膜103附着到衬底。
63.尽管上文已结合所沉积的金属层102是钯或包含钯，描述了实施方案的膜附着技术，但所沉积的金属层102可包括除钯之外或代替钯的其他金属，诸如银、铜和/或镍。这是因为钯可能会生长到其他材料中而不是它本身中。特别是，钯可生长到银、铜、镍、其他金属及其合金中。因此，所沉积的金属层102可以包括与膜103相同的金属和/或不同的金属。例如，在一个实施方案中，所沉积的金属层102可以是银、铜和/或镍，并且膜103可以是钯。实施方案还包括膜103不是钯膜和所沉积的金属层102不包括钯。
64.在第一实施方案中，所沉积的金属层102是铜或包括铜，并且膜103是钯或包括钯。在本实施方案中，所沉积的金属层102的厚度可在约0.01至1微米的范围内，优选约0.25微米，更优选约0.1微米。本实施方案的烧入过程的适宜温度在350℃至450℃的范围内，优选该温度为440℃，更优选该温度为400℃。本实施方案的烧入过程的持续时间可长达24小时，优选为6至8小时。本实施方案的烧入过程的压力可在约5至20barg之间，且优选为5barg。烧入过程可以在基本上仅包括惰性气体(例如氮气或氩气)的封闭环境中进行。
65.根据另一个实施方案，所沉积的金属层102是银或包括银，并且膜103是钯或包括钯。在本实施方案中，所沉积的金属层102的厚度可在约0.01至1微米的范围内，优选约0.25微米，更优选约0.1微米。本实施方案中的烧入过程的条件可以如以上当所沉积的金属层102是铜或包括铜时所述。或者，本实施方案的条件可以因使用较低的烧入温度而有所不同。
66.根据另一个实施方案，所沉积的金属层102是镍或包括镍，并且膜103是钯或包括钯。在本实施方案中，所沉积的金属层102的厚度可在约0.01至1微米的范围内，优选约0.25微米，更优选约0.1微米。本实施方案中的烧入过程的条件可以如以上当所沉积的金属层102是铜或包括铜时所述。或者，本实施方案的条件可以因使用较低的烧入温度而有所不同。
67.图2示出根据实施方案的膜布置结构200。膜布置结构200包括衬底101和通过上文结合图1所述的膜附着技术固定到衬底101的膜103。
68.根据实施方案的膜布置结构200可用于从气体混合物中分离一种或多种气体。膜103具有至少一种气体可以穿过它，而气体混合物中的一种或多种其他气体不能穿过它的性质。
69.由于根据实施方案的膜附着技术可以将薄膜103牢固地附着到衬底101，因此根据实施方案的膜布置结构200是可靠的，并且可以支持穿过膜103的气体的高传输速率而不会泄漏。
70.在一个实施方案中，膜布置结构200可用于从合成气中分离氢气。水煤气变换反应可能已经在合成气上进行，因此合成气的提法应理解为包括氢气和一氧化碳、二氧化碳、蒸汽和其他气体(例如甲烷)中的一种或多种的任何气体混合物。实施方案包括气体混合物基本上是仅二氧化碳和氢气的混合物。
71.包括钯膜的膜布置结构200可特别适合于从合成气中分离氢气。因此，可以从氢和一氧化碳和/或二氧化碳的混合物中分离氢。包括钯膜的膜布置结构200可以更一般地用于将氢气从氢气和另一种气体的任何混合物中分离出来。例如，包括钯膜的膜布置结构200可用于从氢和甲烷的混合物、氢和二氧化碳的混合物或氢和氮的混合物中分离氢。
72.包括除钯膜以外的膜的膜布置结构可能特别适合于从气体混合物中分离不同于氢的气体。因此，实施方案可用于从气体混合物中分离可以流过膜的一种或多种气体中的任何一种。
73.已使用膜布置结构200来描述实施方案，所述膜布置结构200包括固定在衬底101的平面表面上的平面膜103。尽管这是实施方案的优选实现，但实施方案还包括膜布置结构200，所述膜布置结构200具有固定在衬底101的管状表面上的管状膜103。膜布置结构200将具有管状或圆柱形结构，但在其他方面可以基本上如上面针对平面膜所描述的那样。
74.膜布置结构200可具有任何合适的形状，例如方形平面、圆形平面、环形平面或矩形平面。
75.在根据实施方案的膜布置结构200中，膜103通过烧入过程直接结合到衬底101的所沉积的金属层102中。这使氢气(或任何其他要分离的气体)穿过膜时的运输距离和运输阻力最小化。因此，可以增加气体传输速率，从而提高气体分离速率。
76.图3是如wo 2020/012018 al中所公开的分离装置500的一部分的横截面，其全部内容通过引用并入本文。分离装置500可包括膜布置结构，其中根据上述实施方案的技术将膜固定到衬底上。
77.图3的分离装置500将在从合成气中分离氢的示例性应用中描述。如图3中大箭头中的文字所示，实施方案包括输入气体混合物基本上仅为二氧化碳和氢的混合物。第一输出可以是基本上只有二氧化碳的物流。与第一输出分开的第二输出可以是基本上只有氢的物流。
78.分离装置500包括多个第一通道302和多个第二通道304。第一通道302中的每个通道形成在作为第一通道302的壁的平面膜103之间。根据结合图1a至图1c所讨论的膜附着技术，将一个或多个平面膜103固定到相应的衬底101上。因此，根据实施方案，一对或多对平面膜102和相应衬底101形成膜布置结构200。
79.每个衬底101形成在衬底101的与膜103相反的另一侧的钢网上。网状物设置在多个第二通道304中的每个通道内。氢能够穿过膜103，穿过衬底101并沿着每个第二通道304流动，因为网格结构包括用于氢的气体流动路径。向第一通道302中的每个通道输入的气体是合成气。从第一通道302中的每个通道输出的气体在本文中称为滞留气体。滞留气体是在输入合成气气体中的一些或全部氢气已经穿过膜103之后进入第一通道302的输入合成气的剩余内容物。来自第二通道304的输出气体包括已穿过膜103的氢。每个第一通道302在通道的一端具有用于合成气的入口305和在第一通道302的另一端具有用于滞留物的出口306。
80.每个第二通道304的至少一端是用于氢的出口307。实施方案还包括作为氢气出口的第二通道304的多于一端。在使用中，合成气设置在第一通道302中的一个或多个通道的入口处，并且穿过这些第一通道302中的每个通道朝向第一通道302的相应出口。当合成气穿过每个第一通道302时，合成气中的氢穿过通道的平面膜103壁。由于氢穿过膜103，通过每个第一通道302的出口的滞留气体在第一通道302的入口处的氢浓度低于合成气气体。优选地，穿过每个第一通道302的出口的气体中基本上不存在氢。穿过膜103的氢穿过衬底101，进入第二通道304中的一个通道，并从第二通道304的出口307中离开。
81.如前所述，图3的气体分离装置中的一对或多对膜和相应衬底可以是根据实施方案的膜布置结构200。这降低了膜布置结构中的泄漏风险，降低了膜从衬底脱离的风险，从而增加了膜布置结构的寿命。
82.应当理解，根据实施方案的膜布置结构200可用于与图3中的分离装置500具有不同结构的气体分离装置中。根据实施方案的膜布置结构可用于仅包括一个第一通道302和/或仅包括一个第二通道304的气体分离装置。根据实施方案的膜布置结构可用于不包括网状物304的气体分离装置。
83.图4a和4b示出了如wo 2020/012018 al中所公开的分离装置500的单个气体分离段400的实现的一部分。如图4a和图4b所示，气体分离段400提供如前面参考图3所述的结构的部分。每个气体分离段400包括两个平面膜103，其中每个平面膜103设置在衬底101的一侧上。根据实施方案的膜附着技术将膜103中的一个或多个附着到相应的衬底101以形成膜布置结构200。每个衬底101的另一侧连接到钢网。网状物在膜103之间限定用于收集氢气的第二通道304。
84.每个气体分离段300可包括氢框架401。氢框架401为网状物提供结构支撑。网状物支撑膜布置结构200。
85.如图4a和图4b所示，可提供垫圈303。垫圈303可以是气体密封件。可以设置衬垫303，其覆盖每个膜103的所有边缘，从而防止第一通道302中的气体围绕膜103的端部流入第二通道304，反之亦然。因此，在第一通道302和第二通道304之间的唯一气流是已经穿过膜103而不是围绕膜103的边缘的气体。
86.图4c示出了两个气体分离段400，其中一个堆叠在另一个之上。
87.在相邻的气体分离段400之间可设置气密密封件，例如聚合物/橡胶密封件，以防止任何不期望的气体流动路径。
88.图5示出了根据实施方案的气体分离装置500的一部分。根据实施方案的分离装置500优选包括多个气体分离段400。
89.多个气体分离段400的段形孔可对准以形成通过气体分离段400的堆叠的四个入口/出口通道501、502、503、504。每个入口/出口通道501、502、503、504可与分离装置500的至少一个输入端口或输出端口流体连通。因此，入口/出口通道可为输入合成气、输出氢气和输出滞留气体提供流动路径。
90.例如，通道502可以是从用于合成气的输入端口提供合成气的流动路径的入口通道。合成气可以沿着与每个气体分离段400的平面正交的方向流入通道502并沿通道502流入任何气体分离段400。通道503可以是出口通道，其提供滞留气体到滞留气体输出端口的流动路径。滞留气体从每个第一通道302流出到通道503中，然后沿着与每个气体分离段400
的平面正交的方向沿着通道503流到输出端口。
91.通道501和504中的一者或两者可以是氢的出口通道，其提供氢到氢的一个或多个输出端的流动路径。氢可以从每个第二通道304流出到通道501和504中的至少一者或两者中，然后沿着与每个气体分离段400的平面正交的方向，沿着通道501和504中的一者或两者流出到氢的至少一个输出端口。
92.图6是示出根据实施方案的方法的流程图。在步骤601中，方法开始。在步骤603中，金属层沉积在衬底的表面上。在步骤605中，执行将金属膜结合到所沉积的金属层上的结合过程。在步骤607中，方法结束。
93.尽管已经结合具体的示例性实施方案描述了本发明，但是应该理解，可以对公开的实施方案进行对于本领域技术人员来说显而易见的各种改变、替换和变更，而不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。

技术特征：
1.一种将膜固定到衬底上的方法，所述方法包括：将金属层沉积到衬底的表面上；以及执行将金属膜结合到所沉积的金属层上的结合过程。2.根据权利要求1所述的方法，其中所沉积的金属层包括钯、银、镍和/或铜。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所沉积的金属层的厚度为0.01至1微米，优选为0.01至0.50微米，更优选为约0.1微米或约0.5微米。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属膜包括钯和/或钯合金。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中沉积所述金属层包括执行溅射过程。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述结合过程持续约1分钟至约350小时，优选约10分钟至约24小时，更优选约1小时至约12小时以使得所述结合过程可以持续约1小时，更优选约6小时至约8小时。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述结合过程包括在封闭环境中施加热量和压力。8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述结合过程中施加的压力为1至30barg，优选为5至20barg，更优选为5barg。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所施加的压力是气体压力。10.根据权利要求7或8所述的方法，其中所施加的压力是机械施加的压力。11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中所述封闭环境中包含氢气。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述封闭环境中包含10至80vol％的氢气，优选20至70vol％的氢气，并且更优选40vol％的氢气。13.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中所述封闭环境中基本上仅包含惰性气体，诸如氮气。14.根据权利要求7至13中任一项所述的方法，其中：所沉积的金属层包括钯；以及所述结合过程中施加的温度为200℃至500℃，优选为400℃至450℃。15.根据权利要求7至13中任一项所述的方法，其中：所沉积的金属层包括铜、银或镍；以及所述结合过程中施加的温度为350℃至450℃，并且优选为约440℃。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属膜包括除钯之外的一种或多种其他金属。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述金属膜包括银；并且优选地，所述金属膜包括15wt％至40wt％的银，其中所述金属膜的其余成分基本上为钯；并且更优选地，所述金属膜包括约77wt％的钯和约23wt％的银。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属膜的厚度小于10微米，优选为0.2至5微米，并且更优选为1至4微米。19.一种膜布置结构，其包括固定到衬底上的金属膜，其中所述膜布置结构是由根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的。20.根据权利要求19所述的膜布置结构，其中所述膜布置结构用于在气体分离装置中
将第一气体与一种或多种其他气体分离。21.根据权利要求20所述的膜布置结构，其中所述第一气体为氢气并且所述一种或多种其他气体包括氮气、甲烷、一氧化碳和/或二氧化碳。22.一种用于在分离装置中将第一气体与一种或多种其他气体分离的气体分离段，所述气体分离段包括：根据权利要求19至21中任一项所述的膜布置结构作为第一膜布置结构，其是基本上平坦的；根据权利要求19至21中任一项所述的膜布置结构作为第二膜布置结构，其是基本上平坦的；所述第一膜布置结构的衬底具有第一表面和第二表面，其中所述第一膜布置结构的衬底的第二表面与所述第一膜布置结构的衬底的第一表面相比位于所述第一膜布置结构的衬底的相反一侧上；所述第二膜布置结构的衬底具有第一表面和第二表面，其中所述第二膜布置结构的衬底的第二表面与所述第二膜布置结构的衬底的第一表面相比位于所述第二膜布置结构的衬底的相反一侧上；以及网状物，其布置在所述第一膜布置结构的衬底的第二表面与所述第二膜布置的衬底的第二表面之间；其中：所述第一膜布置结构的膜被固定到所述第一膜布置结构的衬底的第一表面上；以及所述第二膜布置结构的膜被固定到所述第二膜布置结构的衬底的第一表面上。23.一种用于将第一气体与一种或多种其他气体分离的分离装置，所述分离装置包括：用于接收包括第一气体和一种或多种其他气体的气体混合物的入口；多个根据权利要求22所述的气体分离段，其中所述多个气体分离段布置成堆叠；第一出口，其被布置成对已经穿过一个或多个气体分离段中的一个或多个膜的所述第一气体进行输出；以及第二出口，其被布置成对没有穿过一个或多个气体分离段中的一个或多个膜的至少所述一种或多种其他气体进行输出。24.一种将第一气体从包括所述第一气体和一种或多种其他气体的气体混合物中分离的方法，所述方法包括：将所述气体混合物送入根据权利要求23所述的分离装置中；从所述分离装置接收第一气体流，所述第一气体流基本上仅包括所述第一气体；以及从所述分离装置接收第二气体流，所述第二气体流至少包括除所述第一气体以外的所述一种或多种其他气体。

技术总结
本文公开了一种将膜固定到衬底上的方法，所述方法包括：将金属层沉积到衬底的表面上；以及执行将金属膜结合到所沉积的金属层上的结合过程。结合过程。结合过程。


技术研发人员：英格
受保护的技术使用者：氢记忆技术股份有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2023/9/9