Влияние палладирования на эффективность высокоэнтропийных сплавов в процессах абсорбции водорода и мембранного газоразделения
Иван Саввотин1, Владислав Задорожный2, Елена Бердоносова1, Михаил Задорожный2, Король Артем2, Семен Клямкин1.
1.  Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультет, 119991, Ленинские Горы д. 1 стр. 3, Москва, Россия
2. Национальный университет науки и технологий “МИСИС”, 119049, Ленинский проспект д. 4, Москва, Россия
тел: (916) 655-06-06, эл. почта: 79166550606@mail.ru
Многокомпонентные сплавы с близким к эквиатомному содержанием компонентов, кристаллизующиеся в форме твердых растворов со структурой ОЦК и ГЦК типа, так называемые высокоэнтропийные сплавы (ВЭС), привлекают большое внимание благодаря сочетанию уникальных механических, физических и химических свойств. Для сплавов этого класса была обнаружена аномально высокая сорбционная емкость по отношению к водороду. [1]. Более того, металлы 5 группы (V, Nb, Ta), входящие в состав многих ВЭС, обладают уникально высокой проницаемостью по отношению к водороду, особенно при близких к комнатной температурах [2], что делает их особо привлекательными для мембранного выделения водорода. Однако использование ВЭС в мембранах, особенно композиционных металл-полимерных, существенно затруднено вследствие их склонности к поверхностной пассивации. Для преодоления данной проблемы предложено напыление палладия непосредственно на частицы ВЭС в процессе изготовления металл-полимерных мембран.
В настоящей работе были исследованы сплавы Ti-Zr-Nb-Hf-Ta-V и Ti-V-Zr-Nb-Ta, полученные в виде микроразмерных волокон методом ионно-плазменного распыления [3]. Палладий наносили методом вакуумного напыления. Взаимодействие водорода со сплавами изучали волюмометрическим методом. Показано, что после нанесения покрытия температура взаимодействия с водородом снижается от 400 оС до комнатной без предварительной высокотемпературной активации. По данным РФА присутствие палладия не влияет на структурные параметры образующихся гидридов. Образование гидридов не является полностью обратимым из-за высокой термической стабильности гидридных фаз.
Для приготовления мембран волокна ВЭС подвергали циклическому 
 гидрированию/дегидрированию с последующей механоактивацией (МА) в планетарной мельнице. На полученный металлический порошок напыляли палладий, затем смешивали с гранулами полиэтилена марки Sabic®. Изучение газотранспортных свойств композитных металл-полимерных материалов проводили барометрическим методом на пленках толщиной около 100 мкм, полученных термопрессованием. По результатам измерений были определены проницаемость и идеальная селективность мембран по отношению к Н2, СH4, СО2, He, Ar, N2. Установлена зависимость основных функциональных параметров мембран от их состава и условий обработки.

Литература
1.	Nygård M. M. et al. Hydrogen storage in high-entropy alloys with varying degree of local lattice strain //International Journal of Hydrogen Energy. – 2019. – Т. 44. – №. 55. – С. 29140-29149.
2.	Cardoso, S.P., Azeña, I.S., Lin, Z., Portugal, I., Rodriguez, A.E., and Silva, K.M. (2017). Inorganic membranes for hydrogen separation. Separation and Purification Reviews, 47(3), 229–266.
3.	Zadorozhnyy V. et al. Composition design, synthesis and hydrogen storage ability of multi-principal-component alloy TiVZrNbTa //Journal of Alloys and Compounds. – 2022. – С. 163638