HD(氫化氘)
Enrichment-96atom%
Chemical-99%
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Vol-14L/cylinder
同位素氣體是指氣體具有相同質(zhì)子數(shù),不同中子數(shù)(或不同質(zhì)量數(shù))同一元素的不同核素互為同位素氣體。同位素氣體廣泛用于半導(dǎo)體研究、軍事、照明、生物醫(yī)藥、醫(yī)療、基礎(chǔ)物理研究等。
氘是氫的同位素,又稱(chēng)重氫,化學(xué)符號(hào)為D或2H,常溫下氘氣是一種無(wú)色、無(wú)味的可燃性氣體,在地球上的豐度為0.015%,它在普氫中的含量很少,且大多以重水D2O即氧化氘形式存在于海水與普通水中。
氘是氫的同位素,由一個(gè)質(zhì)子、一個(gè)中子和一個(gè)電子組成,由1931年美國(guó)H.C.尤里和F.G.布里克維德在液氫中發(fā)現(xiàn)氘。海水中氘的質(zhì)量濃度大約為30mg/L。氘氣在軍事、熱核實(shí)驗(yàn)和光纖制造上均有廣泛的應(yīng)用。
制備方法編輯播報(bào)
氘氣的分離原理可分為兩類(lèi):一種是直接利用質(zhì)量同位素效應(yīng),不同質(zhì)量的單個(gè)同位素分子、離子在重力場(chǎng)、電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)差異;另一種是利用同位素的統(tǒng)計(jì)特性差異,氘的主要制備方法有液氫精餾法、電解重水法、鈀/合金薄膜或金屬氫化物法等。
電解重水法
氘主要的化合物為重水(D2O),氣態(tài)氘可用鈉或赤熱的鐵分解重水,或在碳酸鈉存在時(shí)電解重水獲得,重水電解是制取氘的主要方法。重水電解制氘原理與電解水制氫原理完全相同,在陰極上產(chǎn)生氘氣,在陽(yáng)極上產(chǎn)生氧氣,但其使用固體電解質(zhì)-磺酸基團(tuán)結(jié)合在聚四氟乙烯上,導(dǎo)電介質(zhì)是水合氘離子(D+?D2O),而磺酸基是不移動(dòng)的。
采用普通電解水裝置,以氘氧化物為電解質(zhì)(如:KOD、NaOD),或者采用SPE(SolidPolymerElec-trolyte)膜電解槽電解重水,在陰極上可得到豐度為99%的氘氣,再經(jīng)過(guò)分離、凈化可得到高純氘產(chǎn)品。此法技術(shù)含量高,規(guī)??纱罂尚?,易于控制,安全可靠。
鈀膜或金屬氫化物法
由于氘化物的分解壓高于氫化物的分解壓,同一金屬對(duì)氫、氘吸收平衡壓與分解平衡壓不同,利用這種壓差特性以及它們的活化能差別就可以進(jìn)行氫、氘的分離,其適合于對(duì)含氘氣體進(jìn)行分離凈化使用及核電站托卡馬克廢氣的回收利用。
液氫精餾法
氘在天然氫中的含量為0.0139%~0.0156%,D2的沸點(diǎn)為23.5K,H2為20.38K,HD(氘化氫)的沸點(diǎn)為22.13K。由精餾液氫來(lái)制取氘氣,理論上是完全可能的。在低溫精餾時(shí)首先濃縮的是HD,HD必須經(jīng)催化劑轉(zhuǎn)化為D2,HD、H2的平衡混合后才能繼續(xù)精餾濃縮。低溫精餾分離氫同位素的流程主要有4種,即四塔流程、三塔流程、二塔流程及帶有側(cè)線返回進(jìn)料平衡裝置的二塔流程。
純化技術(shù)編輯播報(bào)
電解重水制備的氘氣中主要雜質(zhì)有N2、O2、HD和少量H2等。
雜質(zhì)氮?dú)獾拿摮s質(zhì)氮?dú)庵饕獊?lái)源是空氣在重水中有一定的溶解度以及系統(tǒng)的污染滲透,降低氮?dú)夂啃枰龊孟到y(tǒng)的密封性,同時(shí)也可利用活性炭、硅膠或分子篩等吸附劑在低溫情況下吸附使氮?dú)饨档汀?/p>
雜質(zhì)氧氣的脫除,雜質(zhì)氧氣主要來(lái)源于電解水分解的氧,同時(shí)也有管路系統(tǒng)的滲透而引入的氧,利用脫氧催化劑進(jìn)行雜質(zhì)氧的脫除。
雜質(zhì)HD的脫除,電解重水制取的氘氣中含量的雜質(zhì)是HD,HD的去除可采用熱循環(huán)吸附工藝(TCAP),該方法使用的工作介質(zhì)是Pd-Al2O3,HD含量也可利用活性氧化鋁、分子篩等在催化劑作用下通過(guò)低溫吸附分離來(lái)降低。
雜質(zhì)H2的脫除,氘中雜質(zhì)H2的去除可采用鈀膜或金屬氫化物法,特別是對(duì)于重水電解所得氘氣的凈化非常合適。氫和氘在金屬中都以原子狀態(tài)存在,氫在金屬中的吸附力大于氘,氫雜質(zhì)優(yōu)先牢固吸附在金屬中形成氫化物,由此氘中氫就被除去,高純氘流出。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間再將氫化物進(jìn)行加溫、真空脫附等措施,從而獲得高純氘。
關(guān)鍵字: 氘氫;氘氫-HD;氘代氫;氘氫化物;氫化氘;
粵佳氣體集團(tuán)是廣東地區(qū)綜合性氣體供應(yīng)商之一,總部位于廣州市增城新塘鎮(zhèn),公司成立于1993年,依托于西洲乙炔廠發(fā)展至今,并在2012年成立粵佳氣體集團(tuán),集團(tuán)包括廣州市粵佳氣體有限公司、清遠(yuǎn)市聯(lián)升空氣液化有限公司、英德市西洲氣體有限公司、廣州市譜源氣體有限公司、廣州耀升氣體有限公司、中山格魯博氣體有限公司、深圳市昌達(dá)利氣體有限公司、增城市和康貿(mào)易有限公司、大特粵佳(廣東)氣體有限公司。總資產(chǎn)超過(guò)5億元,工廠總占地面積132,000平方米,職工600多人。
現(xiàn)有空氣液化分離裝置3套,高純液氧純化裝置1套,乙炔生產(chǎn)裝置2套,氫氣生產(chǎn)裝置3套,工業(yè)氣體、可燃?xì)怏w充裝裝置多套。建立了先進(jìn)的混合氣體和標(biāo)準(zhǔn)氣體配制中心、氣體質(zhì)量檢測(cè)中心及氣瓶檢驗(yàn)站,并擁有多套高純氣體純化和充裝系統(tǒng)。設(shè)有獨(dú)立的危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車(chē)隊(duì),危化品車(chē)輛超過(guò)80臺(tái),配送范圍覆蓋整個(gè)廣東省及周邊省份。
工廠已通過(guò)IS09001質(zhì)量體系認(rèn)證及0HSMS18000安全管理體系認(rèn)證。多次榮獲工商局“重信用守合同”優(yōu)秀單位稱(chēng)號(hào)。