雙相離子-電子導(dǎo)體中空纖維膜透氧性能研究.pdf

1、混合導(dǎo)體陶瓷透氧膜因其具有100%的氧離子選擇性，在純氧制備、富氧燃燒以及甲烷與乙烯、乙烷的氧化耦合反應(yīng)等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。但由于傳統(tǒng)的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體陶瓷透氧膜在 CO2和還原氣氛中不穩(wěn)定而限制了應(yīng)用。本論文，將構(gòu)建一種由50wt%Pr0.1Gd0.1Ce0.8O2-δ-50wt%CoFe2O4（50PGCO-50CFO）組成的新型雙相中空纖維膜，并用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)陶瓷

2、氧滲透材料進(jìn)行修飾，研究透氧性能及穩(wěn)定性能，以期提高其耐二氧化碳性能。
　　首先，采用一鍋法合成50PGCO-50CFO雙相粉體，通過XRD、XPS、TEM等測(cè)試手段，發(fā)現(xiàn)一鍋法制備的粉體均勻分布，離子導(dǎo)體和電子導(dǎo)體可形成連續(xù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。其次，基于相轉(zhuǎn)化-燒結(jié)技術(shù)制備50PGCO-50CFO致密中空纖維膜。在1000℃，使用氦作為吹掃氣時(shí)，透氧速率可以達(dá)到0.54mL·min-1·cm-2；用純 CO2在950℃吹掃時(shí)，透氧速率為

3、0.40mL·min-1·cm-2，且連續(xù)運(yùn)行200h透氧量沒有明顯的降低，膜也沒有出現(xiàn)惡化現(xiàn)象，表現(xiàn)出了良好的耐二氧化碳性能。
　　為提高透氧性，我們又通過溶膠-凝膠法制備了 BSCF粉體，用以修飾雙相50PGCO-50CFO中空纖維膜。用相轉(zhuǎn)化-燒結(jié)技術(shù)制備的 BSCF透氧膜，在1000℃，使用氦作為吹掃氣時(shí)，透氧速率可以達(dá)到6.88mL·min-1·cm-2；用純 CO2在950℃吹掃時(shí)，透氧量在前40h，透氧速率由2.72