1. Полимерные мембраны

По существу, все полимеры могут быть использованы в качестве мембранного материала, но из-за существенного различия их химических и физических свойств ограниченное их количество используется практически. Фактически, выбор какого-либо полимера в качестве мембранного материала не является произвольным, так как основан на определенных свойствах, обусловленных структурными факторами. Однако многие производственные процессы включают операции при высоких температурах. В этом случае полимерные мембраны бесполезны и, следовательно, неорганические являются предпочтительными.

2. Неорганические мембраны

Неорганические мембраны обычно состоят из различных материалов, таких как керамика, углерод, диоксид кремния, цеолит, оксиды (оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония), а также палладий, серебро и т.д. и их сплавы.

Они могут работать при высоких температурах. Фактически они стабильны при температурах от 300 до 800 ºC, а в некоторых случаях (керамические мембраны) могут использоваться при температуре выше 1000 ºC (Van Veen 1996). Они также обладают высокой устойчивостью к химическому разложению. Главный их недостаток – высокая стоимость.

Таблица 1. Наиболее важные преимущества и недостатки неорганических мембран.

Преимущества	Недостатки
Стабильность при высоких температурах	Высокая стоимость
Устойчивость к агрессивным воздействиям	Хрупкость
Устойчивость к перепадам давления	Низкая удельная поверхность по отношению к обьему
Инертность к биологическому разложению	Сложность к получении определенной селективности
Простота очистки	Как правило, низкая проницаемость высокоселективных (плотных) мембран при средних температурах

Таким образом, хотя неорганические мембраны являются более дорогими, чем полимерные, они обладают такими преимуществами, как устойчивость к растворителям, четко выраженная стабильная структура пор (в случае пористых неорганических мембран), высокая механическая стабильность и хорошая стабильность при высоких рабочих температурах.

1. Металлические мембраны

Обычно плотные металлические мембраны используют для отделения водорода от газовых смесей и в области МР. Палладий и его сплавы являются доминирующими материалами для изготовления мембран такого типа благодаря его высокой растворимости и проницаемости для водорода. К сожалению, из-за низкой доступности палладия в природе он очень дорогой. В последнее время нанесенные тонкие металлические мембраны получают путем нанесения тонкого слоя палладия (толщиной от субмикрона до нескольких микрон) на керамическую подложку. В этом случае преимущества включают в себя снижение материальных затрат, улучшенную стойкость к механической прочности и более высокую проникающую способность.

Также плотные мембраны, избирательно проницаемые только для водорода на основе тантала, ванадия, никеля и титана, считаются приемлемой и менее дорогой альтернативой по отношению к палладию и его сплаву.

Проблемой, связанной с металлическими мембранами, является поверхностное отравление, которое может быть более значительным для тонких металлических мембран. Влияние ядов, таких как H2S или CO, на мембраны на основе Pd является серьезной проблемой. Эти газы адсорбируются на поверхности палладия, блокируя доступные места диссоциации для водорода. Влияние небольших количеств H2S можно минимизировать, работая при более высокой температуре или используя защитный слой платины. CO может легко десорбироваться при рабочих температурах выше 300 ° C (Amandusson 2000).