srfe,1.5o,y和srcoo,3δ基透氧膜材料的制備和氧輸運性能研究

1、中國科學技術大學博士論文(2002)摘要摘要、伍中高溫條件下，如果在氧離子一電子混合導體透氧膜兩側(cè)施加一定的氧分壓差，氧氣將從膜體的一側(cè)選擇性地滲透至另一側(cè)，從而實現(xiàn)氧氣與其它氣體的分離。因此，混合導體材料在氧分離膜和催化膜反應器(如甲烷部分氧化)’、／等方面具有廣泛的應用前景j本論文圍繞SrFe。0y和SrC003J基透氧膜材料的制備和氧輸運性能展開了一系列研究工作。論文第一章簡要介紹了混合導體透氧膜材料的基本撅念、氧滲透原理、研究概

2、況和最新進展，以及與之相關的基本結(jié)構模型。第二章介紹了論文中所采用的實驗方法、原理和設備，包括氧滲透測量、碘滴定、電導率測試、O，TPD等。論文第三、四章關注具有層狀共生結(jié)構的蹄愚。。Cq0。體系。在第三章中研究了它的結(jié)構、相組成和電導氟屎用碘滴定法測定Fe／Co離子的平均價態(tài)，與XRD、電導率等聯(lián)合確定了SrFe。：co，o，體系的相組成。當x06時，主要由鈣鈦礦相和少量尖晶石相組成，在兩者之間，體系為上述三相混合組成。同時提出，Sr

3、FeCo。，0。體系電導率一溫度譜中的最大值現(xiàn)象可能與鈣鈦礦相向共生結(jié)構相的轉(zhuǎn)化反應有關。Y由于熱力學和動力學穩(wěn)定。tO上的差異，。s，凡cD。，D。的相組成可通過不同制備方法和后期退火過程加以調(diào)控。由甘氨酸一硝酸鹽法／GNP、溶膠～凝膠法和【司相法得到的函凡cD”q分別為鈣鈦礦相和少量的尖晶石相、單一共生結(jié)構相和三相混合組成。鈣鈦礦相的氧滲透率超過共生相兩個量級，它是多相組成的SrFeCoo，q體系具有高透氧量的根本原因所在研究發(fā)現(xiàn)，

4、在900。C長時間退火可使鈣鈦礦相向共生結(jié)構相轉(zhuǎn)化，其轉(zhuǎn)化速率強烈依賴于陶瓷膜的晶粒尺寸。以上為本論文第四章的主要內(nèi)容。、／論文第五章關注一基礎性的問題一6mwnm玎ferffe結(jié)構型的SrCoO，掙的氧V中國科學技術大學博士論文(2002)摘要kJ／mol，高于SrCon8Fen2q秘系的活化能45kJ／tool，這可能與Ge／Mo一0比Fe／Co0具有更大的鍵能有關。與SSCFO和ZSCFO體系類似，SGCFO和SMCFO也具有較高

5、的電導率，O，xvD實驗表明體系的電導率隨溫度的變化關系和其與外界進行氧交換導致的載流子濃度變化直接相關y7／在論文第八章中研究了在brownmillerite結(jié)構型的SrConjFe05q∽SrCon8P&njj0^eSrSn03和SrCoOj一rSnO】體系中的氧嵌入過程及其對相結(jié)構的影響，利用KzMnO?；騈aOCl作為化學法直接的氧化劑，或用恒電流電化學氧化法均可實現(xiàn)氧離子的嵌入反應。結(jié)果表明，隨著氧含量的增加，體系由brown