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，又稱重氫，化學(xué)符號為D或2H，常溫下氘氣是一種無色、無味的可燃性氣體，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，由一個質(zhì)子、一個中子和一個電子組成，由1931年美國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、熱核實驗和光纖制造上均有廣泛的應(yīng)用。
制備方法編輯播報
氘氣的分離原理可分為兩類：一種是直接利用質(zhì)量同位素效應(yīng)，不同質(zhì)量的單個同位素分子、離子在重力場、電場中的運動差異；另一種是利用同位素的統(tǒng)計特性差異，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。子诳刂?，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的沸點為23.5K，H2為20.38K，HD（氘化氫）的沸點為22.13K。由精餾液氫來制取氘氣，理論上是完全可能的。在低溫精餾時首先濃縮的是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
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)氮氣的脫除，雜質(zhì)氮氣主要來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，降低氮氣含量需要做好系統(tǒng)的密封性，同時也可利用活性炭、硅膠或分子篩等吸附劑在低溫情況下吸附使氮氣降低。
雜質(zhì)氧氣的脫除，雜質(zhì)氧氣主要來源于電解水分解的氧，同時也有管路系統(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低溫吸附分離來降低。
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)過一定的時間再將氫化物進(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;
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