在众多的高纯氢制备方法中,金属膜分离法成本低,纯度高而被广泛研究。以V合金、Nb合金为主的VB金属氢分离膜通常会采用向合金中加入其它元素形成固溶体来降低氢溶解,从而解决氢脆,提高使用寿命。但在降低氢溶解的同时,氢扩散性能也往往会降低。为解决这一问题,韩国科学家Kim提出通过晶格匹配机制可以在解决氢脆问题的同时,最大的保留氢渗透性能。本文通过调整合金中溶质元素的种类和含量来控制晶格结构。对各晶格结构进行氢溶解和氢渗透实验,总结了晶格结构对氢溶解性能和氢渗透性能的影响。本文通过向V基合金中加入Ni、Mo、Pd三种合金元素来调控晶格结构,成功构造了晶格匹配、晶格压缩、晶格严重压缩等晶格结构,对XRD扫描结果分析可知,合金元素影响V合金晶格结构主要通过原子半径大小和电子结构两种方式。Ni元素会使V晶格压缩,这是因为Ni元素原子半径小于V且其电子结构倾向于从V中得电子。Mo元素和Pd元素会使晶格少量减小,这是因为Mo和Pd原子半径大于V,但最外层电子数小于V,二者耦合作用之下使V晶格少量压缩。对不同晶格结构的V合金进行氢溶解实验发现晶格越小的合金氢溶解越小,这是由于晶格压缩会使晶格间隙能增大,不利于氢原子溶于V合金晶格中。对不同晶格结构的进行氢渗透实验,实验结果表明晶格压缩越严重,氢渗透系数越小。这是因为氢原子氢原子在V合金中扩散需要从一个间隙位置跃迁至另一个间隙位置,跃迁过程中需要跨过由晶格畸变而引起的势垒,晶格畸变越大势垒越高跃迁就越困难,氢渗透系数也就越小。因此晶格匹配结构的合金具有最佳的氢渗透系数。对不同晶格结构的V合金进行恒压缓冷实验,结果表明晶格压缩严重的合金抗氢脆性能较好,这是因为晶格压缩严重的合金氢溶解量较小,因此抗氢脆性能较好。