高價(jià)離子摻雜對(duì)srco,0.8fe,0.2o,3δ結(jié)構(gòu)與性能的影響

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文高價(jià)離子摻雜對(duì)SrCoFeO結(jié)構(gòu)與性能的影響姓名：陳威申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：陳初升20090501A b s t r a c tD e n s e c e r a m i co x y g e ns e p a r a t i o nm e m b r a n e s h a v e a t t r a c t e d m u c h a t t e n t i o n f o ri t s

2、 p o t e n t i a la p p l i c a t i o n si n o x y g e n p r o d u c t i o n ，p a r t i a lo x i d a t i o no f m e t h a n e ，a n dc o m b u s t i o no ff o s s i l f u e l s ．D e s p i t ei n t e n s i v er e s e a r c

3、 h a n d d e v e l o p m e n t ，n os i n g l em a t e r i a lh a s b e e nf o u n d t h a tc a l lf u l f i l la l lt h er e q u i r e m e n t so f o x y g e np e r m e a b i l i t y ,m e c h a n i c a l s t r e n g t h

4、a n d c h e m i c a l s t a b i l i t y f o r t h e p r o p o s e d a p p l i c a t i o n s ．S r C 0 0 ．s F e o ．2 0 3 - 6 ( S C F ) ，am o s t s t u d i e dm e m b r a n em a t e r i a l ，e x h i b i t s l a r g eo x y g

5、 e np e r m e a b i l i t y , b u ti t ss t a b i l i t yi sp r o b l e m a t i c ．T h i st h e s i si si n t e n d e dt o i m p r o v et h es t a b i l i t yo fS C F t h r o u g hd o p i n gw i t hh i 曲v a l e n c e c a

6、 t i o n ss u c ha sZ ra n d T a w h i l ew i t h o u tc a u s i n g m u c h l o s si nt h eo x y g e n p e r m e a b i l i t y ．C h a p t e r 1 p r e s e n t s a n o v e r v i e w o ft h e c o n c e p t s a n d t h e o

7、r i e s o f o x y g e np e r m e a t i o n t h r o u g h t h ed e n s e c e r a m i cm e m b r a n e s ，s t a t e ·o f - a r tm e m b r a n e m a t e r i a l sa s w e l l a st h ep o t e n t i a l a p p l i c a t i

8、o n so ft h em e m b r a n e s ．C h a p t e r2d e s c r i b e st h ee x p e r i m e n t a l m e t h o d s u s e d i n t h e s t u d y o ft h em e m b r a n e s ，i n c l u d i n g o x y g e np e r m e a t i o n m e a s u

9、r e m e n t ，t h e r m o - g r a v i m e t r i c a n a l y s i sa n d i o d i n et i t r a t i o n ．I nC h a p t e r3 ，t h ee f f e c to fZ rd o p i n go nS C Fi s i n v e s t i g a t e d ．T h es o l u b i l i t yl i m i

10、 to f Z ri nS C F w a s d e t e r m i n e dt ob e 4 - 5m 0 1 ％．T h e Z rd o p i n gw a s f o u n d t ob ea b l et os t a b i l i z e t h ec u b i c p e r o v s k i t ep h a s e t ol o w e r t e m p e r a t u r e sa n d l

11、 o w e r o x y g e np a r t i a lp r e s s u r e ．I nc o n s i s t e n c ew i t h t h e i m p r o v e dp h a s e s t a b i l i t y , t h eZ r - d o p e d S C FW a s f o u n d t op o s s e s ss i g n i f i c a n t l y h i

12、 g h e ro x y g e n s t o i c h i o m e t r ye s p e c i a l l yu n d e r l o wo x y g e np a r t i a lp r e s s u r e s ，w h i c hi sa t t r i b u t e dt ot h es t r o n g e ri n t e r a c t i o nb e t w e e n t h ec a

13、t i o n sa n da n i o n si nt h el a t t i c e o f Z r - d o p e dS C F ．I tW a ss h o w n t h a tZ r - d o p i n g d i dn o tl e a dt oa l a r g ed e c r e a s e i nt h eo x y g e n p e r m e a b i l i t y ．U s i n g0 2

14、 ／C 0 2t or e p l a c ea i ra so x i d a n tf o rc o m b u s t i o no f c a r b o n ·c o n t a i n i n gf u e l sp r o d u c e s a c o n c e n t r a t e d C 0 2 e f f l u e n t ，e n a b l i n ge f f i c i e n tc a p

15、 t u r e o f C 0 2 ．I t h a sb e e np r o p o s e d t h a tt h er e q u i r e d0 2 ／C 0 2b ep r o d u c e db ya no x y g e nm e m b r a n e w i t ho n e s i d eo fi t e x p o s e d t o a p r e s s u r i z e da i r a n d

16、t h eo t h e r s i d es w e p tw i t hC 0 2t oc a r r y a w a y t h ep e r m e a t eo x y g e n 。I nC h a p t e r4 T a —d o p e dS C F w a s e x p l o r e df o rt h i sp u r p o s e ．T h ec u i b i cp e r o v s k i t ep

17、h a s e s t r u c t u r ew a s l a r g e l yr e t a i n e df o rt h eT a —d o p e dS C F w h e n i t i se x p o s e dt o h i 2 9 hc o n c e n t r a t i o no fC 0 2 ，w h i c hw a s a t t r i b u t e dt o t h er e d u c e

18、d b a s i c i t yo f t h eo x i d e ．T h e T a - d o p e dS C F e x h i b i t e da l la p p r e c i a b l ea n d s t a b l eo x y g e n p e r m e a t i o n f l u xw h e n i t sp e r m e a t es i d ew a ss w e p t w i t h

19、 C 0 2 ，w h i c hm a k e s i tp r o m i s i n gf o ru s ei n p r o d u c t i o n o f0 2 ／C 0 2r e q u i r e d f o ro x y f u e lc o m b u s t i o na n dC 0 2 c a p t u r e ．K e y w o r d s ：o x y g e n p e r m e a t i o