La2NiO4＋δ透氧膜材料的结构特点与性能

讨论了La2NiO4＋δ透氧膜材料的结构特点及氧渗透性能,对La2NiO4_ δ试样电子衍射谱的分析表明,其结构中由于填隙氧离子的存在及其有序化,出现了超结构现象,并根据此结构对衍射谱进行了指标化,同时探讨了结构特点与透氧机制之间的关系。     

无Co混合导电型陶瓷透氧膜的制备和性质研究

首次合成了Ｓｒ１０－ｎ／２ＢｉｎＦｅ２０Ｏｍ（ｎ＝２，４，６，８，１０等）系列氧化物透氧膜，它们具有较高的透氧能力，其中，样品ｎ＝１０在１１００Ｋ时的透氧率为０．９０ｍｌ（ＳＴＤ）／（ｃｍ２·ｍｉｎ），比Ｓｒ１－ｘＢｉｘＦｅＯ３高约两倍．Ｓｒ１－ｘＢｉｘＦｅＯ３（ｘ＝０．１，０．３，０．５）系列的透氧率随Ｂｉ含量增加而增大．通过两个系列氧化物的ＸＲＤ和化学组成的对比，发现Ｂｉ离子含量和晶格空位浓度对透氧能力大小起决定性作用．     

LSCF系钙钛矿型致密透氧膜的制备及其透氧性能

通过柠檬酸-EDTA络合法合成了不同的A位Sr取代的LSCF系钙钛矿型粉体材料La0.1Sr0.9Co0.8Fe0.2O3-δLa0.3Sr0.7Co0.8Fe0.2O3-δLa0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ和La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ采用XRD测试手段对粉体及膜片的晶体结构进行了表征.用静压片法制备透氧膜,并测定了LSCF系钙钛矿膜的透氧量,分析了温度和A位Sr不同掺杂量等因素对膜透氧性能的影响.结果表明,该系列膜的透氧量均随着温度升高而增大,随着Sr掺杂量的增加而增大.并在850℃下对透氧膜100h透氧稳定性进行实验研究,结果表明,膜片的透氧量随时间没有明显变化,表现出良好的稳定性.     

钙钛矿型致密透氧膜的制备与表征

较全面地介绍了混合导电性钙钛矿型致密膜的透氧机理，制备工艺及透氧性能表征的方法等，同时，对这类材料的应用前景作了展望。     

致密透氧膜的研究进展

介绍了混合导体致密透氧膜透氧机理，讨论了目前研究开发的钙钛矿型和类钙钛矿型透氧膜材料的性能。指出透氧膜材料的高温稳定性，高氧通量是需要解决的主要问题；提出了透氧膜反应器的应用及存在问题，并就致密透氧膜材料的应用前景进行了探讨。     

混合导体透氧膜的制备及其应用

介绍了混合导体透氧膜在天然气增值转化中的重大应用，综述了近年来我国在混合导体透氧膜材料的开发及其在甲烷部分氧化制合成气反应过程中的应用。     

系统选择钙钛矿型透氧膜材料

提出了一套系统选择具有高选氧能力、结构稳定性及热化学稳定性的钙钛矿型混合氧离子电子导体透氧膜材料的策略,在此策略指导下开发出了若干新的导体膜材料,采用了标准陶瓷法、络合法等对材料进行了合成,采用色谱法及X射线粉末衍射法分别对其透氧性能与稳定性进行了测定与表征,并将其与几种典型透氧膜材料进行了比较。结果表明此系列材料确实具有预期的透氧性能与结构和热化学稳定性。典型材料,Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ导体膜在850℃下透氧量达1.16mL[STP],cm^-2.min^-1,并在长达1000多小时的测定中保持稳定的透氧能力。     

氧离子-电子混合导体透氧膜的发展及应用

氧离子-电子混合导体分为单相和双相混合导体两类。本文详细综述了单、双相混合导体透氧膜的研究进展及其在甲烷部分氧化制合成气、固体氧化燃料电池和CO2高温分解膜反应器中的应用,并阐述了其氧传输机理,对此类材料的发展前景和方向进行了展望。     

混合导体透氧膜材料的开发及应用

介绍开发的混合导体透氧膜材料ZrO2掺杂的SrFe0.6Co0．4O3-δ类钙钛矿型氧化物及Sr(Co，Fe，Zr)O3-δ系列钙钛矿型氧化物的晶体结构、氧渗透性能、稳定性，以及应用于甲烷部分氧化制合成气膜反应器的性能，并就今后研究开发方向作了探讨．     

混合导电体型氧透膜材料的研究

研究了具有氧离子导电性和电子导电性的钴系钙钛矿型复合氧化物混合导电体材料中氧的选择性透过能力,考察了该体系中 A 位低价金属离子置换量、置换金属离子的种类及 B 位置换金属离子的种类对氧的透过率的影响.结果表明:改变钙钛矿型复合氧化物的组成,提高材料中氧空位浓度和氧离子导电率,有利于提高氧离子的扩散速度,即提高氧的透过率和降低氧透过的起始温度.将钙钛矿型复合氧化物混合导电体氧透膜与固体电解质氧透膜进行了比较,前者具有结构简单的优点,有希望成为一种新型高温氧分离膜介质材料.     

双相混合导体膜氧渗透性能改善的研究进展

双相混合导体膜在高温下能够同时传导氧离子和电子, 具有稳定性好、膨胀系数低、机械强度高和成分可调等优点, 可以作为反应器应用于甲烷部分氧化制合成气(POM)。但双相混合导体膜的透氧率较低, 成为亟待解决的问题。本文从透氧机理入手详细阐述了氧渗透过程的影响因素。在此基础上综述了目前提高双相混合导体膜透氧率的措施, 包括了采用混合导体作为电子导电相、降低电子导电相形成连续渗流网络的体积比阀值和减小双相晶粒尺寸, 以及宏观上制备出不对称膜、管状膜和中空纤维膜进一步降低膜厚、增大表面积以提高透氧率。最后指出双相混合导体膜在未来需要重点解决的一些问题。     

Oxygen Permeation and Stability of Ce0.8Gd0.2O2-δ-PrBaCo2-xFexO5＋δ Dual-phase Composite Membranes

Dual-phase membranes of 60 wt% Ce0.8Gd0.2O2-δ-40 wt% Pr Ba Co2exFexO3 d（0 x 2） were prepared by a combined citrate and ethylene diamine tetraacetic acid（EDTA） complexing method. X-ray diffraction（XRD）results revealed the good chemical compatibility between ion-conducting phase CGO and electron-conducting phases PBC2 xFxO after sintering in air. The Fe ionic dopant had a significant effect on the phase structure stability and oxygen permeability under CO2 atmosphere, which was confirmed by XRD, thermogravimetrye differential scanning calorimetry（TGeD SC）, scanning electron microscopy（SEM） and oxygen permeation experiments. CGOeP BC0.5F1.5O dual-phase membrane demonstrated a stable oxygen permeation flux of2.71x10-7mol cm 2s 1with 50 mol% He/CO2 as the sweep gas at 925 C, and this value was much higher than that of perovskite-type membranes. The rate-limiting step in the oxygen permeation process changed from the bulk diffusion to the surface oxygen exchange when the CGOeP BC0.5F1.5O membrane thickness decreased to 0.8 mm or less. Due to the high oxygen permeation fluxes and the excellent structural stability under CO2 atmosphere, the CGOeP BC0.5F1.5O membrane is a great potential candidate material for separating oxygen from air in the oxy-fuel combustion techniques.     

陶瓷中空纤维透氧膜的制备与性能

应用相转化法制备了La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-α(LSCF)氧离子-电子混合传导陶瓷中空纤维膜, 该陶瓷中空纤维膜具有由多孔层和致密层组成的非对称结构. 经 1300℃的4h烧结后, 可得到致密的LSCF陶瓷中空纤维膜. 烧结后, LSCF粒度变大而其钙钛矿型晶相结构没有发生变化. LSCF中空纤维膜的透氧速率大大高于一般管式膜的氧透量.     

The Effect of Thermal Reduction on the Water Vapor Permeation in Graphene Oxide Membranes

In the present study, the influence of the thermal reduction on the water vapor transmission properties of thin graphene oxide (GO) membranes is evaluated. The macroscopically measured property of the Water Vapor Transmission Rate (WVTR) exhibits step like dependence contrary to the gradual microscopic structural alterations identified by several techniques (XPS, FTIR and XRD) applied in situ during the thermal annealing process. Three distinct regions of WVTR‐values associated with distinct interlayer distances i.e., >7.5 Å, ∼6 Å and <6 Å are essentially observed which may be compared to the findings of the recently reported first principle calculations. Our experimental results enable the understanding of the water vapor unimpeded transmission through the layers of the oxygen rich GO nanostructured membranes and consequently facilitate the design of functional membranes for separation applications.     

具有LSM致密扩散障碍层的片式极限电流型氧传感器

采用了一种新的有效工艺,制备出了以8mol％Y₂O₃稳定的ZrO₂为固体电解质基体材料,以La_0.8Sr_0.2MnO₃混合导体材料为致密扩散障碍层的极限电流型氧传感器,避免了YSZ和LSM两种材料在烧结时收缩率不匹配的问题,且能够很好给出全范围空燃比的极限电流.该传感器与以往的极限电流型传感器相比具有结构简单,响应更快,工作稳定,成本低廉等优点,有很好的应用前景.     

变压膜渗透空气分离制氧实验研究

在稳态膜渗透的基础上提出了一种新的非稳态渗透流程。该流程是一种循环操作过程,每一周期包含加压、抽真空以及排空三个阶段。实验研究了加压时间、抽真空时间和排空时间对空气分离制氧的产品平均纯度、平均流量和回收率的影响,并与稳态渗透实验结果进行了比较。结果表明,当富氧纯度相同时,变压渗透过程能够得到比稳态渗透更高的氧气回收率和富氧流量。     

有机/无机纳米复合质子交换膜的研究进展

通过有机/无机复合的方法可以得到聚合物电解质膜燃料电池(PEMFCs)中用的纳米复合质子交换膜,膜的工作温度、保水能力、机械强度、抗渗透性能和薄膜的综合性能都有大幅度的提高.本文评述了研究得较多的几类有机/无机纳米复合质子交换膜的性能特点及最新研究进展,提出了有机/无机复合质子导电薄膜材料的一些设计和制备原则.