【摘 要】
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混合导体陶瓷透氧膜在高温下对氧具有100%的选择性,可以用于纯氧制备[1],同时可以作为膜反应器用于烷烃的选择性氧化、高温水分解制氢或氮氧化合物的降解反应[2].双相陶瓷透氧膜具有良好的结构稳定性和耐CO2性,有望用于基于Oxyfel火力发电厂中CO2的捕获[3,4].然而,通常双相陶瓷透氧膜的透氧率较小,我们通过在透氧膜材料的晶格中掺杂低价态的钴离子,形成了稳定的立方晶体结构,同时增加了晶格中的
【机 构】
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中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东省青岛市崂山区松岭路189号,266101
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混合导体陶瓷透氧膜在高温下对氧具有100%的选择性,可以用于纯氧制备[1],同时可以作为膜反应器用于烷烃的选择性氧化、高温水分解制氢或氮氧化合物的降解反应[2].双相陶瓷透氧膜具有良好的结构稳定性和耐CO2性,有望用于基于Oxyfel火力发电厂中CO2的捕获[3,4].然而,通常双相陶瓷透氧膜的透氧率较小,我们通过在透氧膜材料的晶格中掺杂低价态的钴离子,形成了稳定的立方晶体结构,同时增加了晶格中的氧空位浓度,从而提高透氧量.具体而言,我们开发了具有高透氧性能和耐CO2的陶瓷透氧膜Ce0.9Pr0.1O2-δ-Pr0.6Sr0.4Fe0.5Co0.5O3-δ[5],在950℃下其透氧量在0.7 ml min-1 cm-2以上;在长期测试中其透氧量保持稳定,测试后膜两侧表面均保持原有钙钛矿结构不变,说明膜材料具有很好的抗CO2腐蚀性能.此外,我们研究了Pr0.6Sr0.4CoxFe1-xO3-δ(0.0≤ x≤1.0)[6,7]单相透氧膜体系在CO2气氛下的分离和抗CO2稳定性,结果显示Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ拥有高的透氧量和好的耐CO2性.
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