Síntesis y caracterización de membranas compuestas de Pd/Ag

M. LAURA BOSKO, EDUARDO A. LOMBARDO, LAURA M. CORNAGLIA

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Las membranas de Pd y sus aleaciones son altamente selectivas al hidrógeno. Lapelícula metálica se deposita sobre un sustrato poroso constituyendo las denominadasmembranas compuestas. En este trabajo se investiga el empleo de   alúmina yzeolita NaA, como compuesto intermedio, para modificar el tamaño de poros y actuarcomo barrera difusiva evitando la difusión de los componentes del sustrato de aceroinoxidable poroso (PSS) a la película.Se empleó recubrimiento por inmersión (dip coating) con vacío para depositar elcompuesto intermedio ( alúminas ó zeolita NaA); la película metálica se generómediante deposición autocatalítica (electroless plating) y el templado (formación de laaleación) se realizó a temperaturas elevadas (500ºC) en atmósfera reductora. Lasmedidas de permeaciòn de H2 y N2 se realizaron entre 400 – 450ºC. Las membranasse caracterizaron a partir DRX, SEM, EDS y XPS.Resultados: Los difractogramas de las membranas muestran los picos de Pd y Agpuros, posterior a la aleación se observa la desaparición de éstos y la aparición de unúnico pico, indicando que la aleación se ha formado. La composición elementalsuperficial se analizó mediante XPS, las membranas muestran una proporción de Agentre 44-45 %. Por otro lado, se observa un corrimiento de los picos de Pd 3d avalores inferiores de energía de enlace. El pico 3d5/2 ubicado a 335.4 para Pd puro,llega a 335.2 en la aleación Pd-Ag(Pd 56% Ag 44%) [1]. En lasmicrografías SEM se observa uncubrimiento uniforme de la superficiedel sustrato por los granos de Pd-Ag(Fig. 1.a). En el corte transversal (Fig.1.b) se realizaron medidas de EDSque evidencian la presencia de Pdinclusive en los poros del soporte enlos primeros 15 μm de profundidad,sin embargo, el compuesto intermedio ( Al2O3, zeolita NaA) está presente hasta ~30-40 μm. La ausencia de Fe en la película metálica, sugiere que estos compuestosintermedios son barreras difusivas eficientes. La concentración volumétrica elemental(EDS) de Ag medida en la vista frontal, fue cercana al 30%. La selectividad ideal(H2/N2) de ambas membranas fue infinita hasta una diferencia de presión igual a 50 kPa. El flujo de H2 de lamembrana Pd-Ag/ZNaA-Pd*/PSS fue igual a 0.083 mol m-2 s-1 a 450ºC y 100 kPa, conun selectividad de 390.  El recubrimiento por inmersión con vacío es un técnica efectiva paramodificar el tamaño de poros del soporte y actuar como barrera difusiva. Todas lasmembranas fueron estables por más de 500 horas a elevadas temperaturas (400 –500ºC), mostrando una reproducibilidad en la preparación