???? 氫氣是最好的二次能源載體，具有能量密度高、清潔無污染等顯著優點，根據能源局十三五的規劃，大力發展化石能源、可再生能源制備氫氣及氫能利用成為能源領域發展的重點。金屬鈀膜能以溶解擴散的方式選擇性使氫氣透過，通過該方法分離得到的氫氣純度能達到99.99999% (7N)以上，因此在半導體、LED、光伏發電及電子信息等新興戰略性領域都有顯著的應用前景。另外，鈀膜還能與制氫過程如甲醇裂解、天然氣重整或氨分解等相結合為燃料電池提供氫氣來源，與傳統的變壓吸附技術相比，該方法具有小型、靜音、緊湊的優點，可用于通訊基站電源、加氫站現場制備氫氣、住宅及商業樓備用電源以及無人機等軍事和民用領域。
由于化石能源及生物質中含有少量的H2S (ca. < 1000 ppm)，該物質能通過競爭吸附占據鈀膜表面活性位點導致鈀膜透氫量迅速降低，甚至能與鈀膜反應生成金屬硫化物造成膜結構的破壞，從而影響鈀膜的商業應用。提高鈀膜的抗硫性引起世界上眾多科學家和研究機構的興趣，也是一道世界性難題。現有的鈀膜抗硫方法是形成二元或三元鈀合金，如PdCu、PdAu、PdAu-M等，形成合金膜能在一定程度上抑制金屬硫化物的生成，但在H2S氣氛下，鈀及其合金膜的透氫量仍顯著下降，影響氫氣的分離效率。最近，大連化學物理研究所的李慧研究員（點擊查看介紹）和哈爾濱工業大學李新中副研究員（點擊查看介紹）首次提出了鈀膜表面涂覆MoS2保護層的抗硫新思路（附圖），MoS2涂覆層具有高比表面積和高活性，能通過優先吸附和分解H2S達到保護鈀膜表面的目的。相關成果以通訊形式發表于J. Mater. Chem. A 上。
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?? 圖1. 鈀膜抗硫涂層示意圖
??? 目前MoS2已被用于加氫脫硫過程（HDS），并發現具有很高的H2S分解活性。該多孔涂覆層由MoS2和γ-Al2O3顆粒組成，制備過程中使用的γ-Al2O3溶膠凝膠能起到提高MoS2顆粒分散度和粘結性的作用。實驗結果證明，在10-20 ppm的H2S氣氛下，未涂覆MoS2的鈀膜透氫量在6 h內迅速變大，選擇性也大大降低，而表面涂覆MoS2的鈀膜（厚度為3 μm）透氫量和透氫選擇性在140 h內均保持不變。另外，通入H2S后的透氫量與通入純氫氣時的透氫量相同，這表明H2S完全在MoS2上發生吸附和分解，不與鈀膜表面接觸，解決了H2S占據鈀膜表面活性位點導致透氫量下降的難題。該工作為提高鈀膜的抗硫性能提供了新思路，本文第一作者是大連化學物理研究所的碩士研究生陳兵兵。相關研究工作得到中科院百人計劃、國家自然科學基金及科技部中日國際合作項目的支持。
