几种重要无机膜内部的迁移机理固体电解质膜内的迁移机理金属膜内的迁移机理9Hz029HzO2O吸附QH88吸附0H0022e"HtQ0O0原子H原子 HOC脱附原子形态H原子形态O8FO脱附1O6O2H2OO2OH, (b)(a)(b)(a)银合金膜氧导体钯合金膜质子导体金属合金膜固体电解质膜（ZrO2，CeO2)O，选择性透过H,选择性透过原子态的吸附物种在膜体上离子化1
几种重要无机膜内部的迁移机理 7 金属膜内的迁移机理 银合金膜 钯合金膜 O2选择性透过 H2选择性透过 固体电解质膜内的迁移机理 氧导体 质子导体 原子态的吸附物种在膜体上离子化 金属合金膜 固体电解质膜 (ZrO2 , CeO2 ) O原子 H原子 原子形态 原子形态
几种重要无机膜内部的迁移机理多孔膜内的迁移机理-努森扩散黏滞扩散分子同孔壁碰撞>分子间碰撞膜孔径>分子平均自由程.00088o06800c多层扩散表面扩散多层吸附种分子吸附在孔壁e30%C分子筛o毛细管凝聚微孔分子筛很搭m孔道孔分子筛（子59分两）哪大孔分子筛（>50nm）8
几种重要无机膜内部的迁移机理 多孔膜内的迁移机理 8 黏滞扩散 努森扩散 表面扩散 多层扩散 毛细管凝聚 分子筛 微孔分子筛（根据不同孔道大小，分子筛分为哪几类？ <2 nm )、介孔分子筛(2-50 nm)、大孔分子筛(>50 nm) 膜孔径>分子平均自由程 一种分子吸附在孔壁 多层吸附 分子同孔壁碰撞>分子间碰撞
膜同催化剂的组合类型组合1：膜与催化剂分开作为分立的组成部分，质子交换膜电极1cm催化剂N2 + 3H20 → 2NH3 + 1.502阳极阴极半导体吸光产生光生载流子电场强化电子/空穴分离静态间歇反应用于光电催化合成氢的H型反应器示意图
膜同催化剂的组合类型 9 组合1：作为分立的组成部分，膜与催化剂分开 静态间歇反应 催化剂 用于光电催化合成氨的H型反应器示意图 质子交换膜 电极 阳极 阴极 N2 + 3H2O → 2NH3 + 1.5O2 ◆半导体吸光产生光生载流子 ◆电场强化电子/空穴分离
膜同催化剂的组合类型组合2：将催化剂装在管状膜反应器中，或将具有催化剂制成膜*5cm放天]成膜不均匀传统成膜技术核心问题s催化剂负载量低Dre0.25cm2cm仅为25cm2成膜不稳定Adv.Mater.2018Angew.2016,55(31)Nat. Catal.2021, 4(7)30(28)-2018202220162020.--120100(4BJoww)HN氨绝对产量解决思路80提高约100倍01cm2025cm220100cm1cm2电极25cm2电极100cm2电极超声喷涂大面积成膜技术口开发一种适用于工业示范应用的大面积催化剂成膜方法10
膜同催化剂的组合类型 组合2：将催化剂装在管状膜反应器中，或将具有催化剂制成膜 2016 2020 2022 Adv. Mater. 2018, 30(28) 0.25 cm2 Angew. 2016, 55(31) 1 cm2 2018 成膜不均匀 催化剂负载量低 核 心 问 题 解 决 思 路 开发一种适用于工业示范应用的大面积催化剂成膜方法 仅为25cm2 成膜不稳定 Nat. Catal. 2021, 4(7) 超声喷涂大面积成膜技术 传统成膜技术 放大 1 cm2 25 cm2 100 cm2 仅为25cm2 10
膜同催化剂的组合类型组合3：将具有催化性能的组分负载在膜载体上(a)ThioureaFe/Zn-ZIFAlAr/NHs1000°℃900°℃Fe/Zn-ZIFs/thiourea/PANmembraneFe/SNCFs-ArFe/SNCFs-NH多孔碳膜负载Fe单原子催化剂(b)(d)-Fefollo.2T-Fe,0,*0.6Fe-F0.96-FesFe/SNCFs-NHSA(-)1(00X)0.92Fo-N(O)089Fe/SNCFs-NH,0.84-Fe/NCFs-NH,-PUC-0.30.30.00.60.9R (A)logJ,(mAcm2)ORR的塔菲尔斜率为70.82mVdec-1，显著优于Pt/C催化剂Adv.Mater.2022.34.210541011
膜同催化剂的组合类型 组合3：将具有催化性能的组分负载在膜载体上 Adv. Mater. 2022, 34, 2105410 11 ORR的塔菲尔斜率为70.82 mV dec-1，显著优于Pt/C催化剂 多孔碳膜负载Fe单原子催化剂