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混合离子-电子陶瓷(MIEC)中空纤维透氧膜因具有能耗低、安装方便、对氧具有100%选择性等特点而受到广泛关注,但是陶瓷中空纤维膜固有的脆性以及直径小、壁厚薄而导致膜的机械强度低,并且在高温下难密封且不易组件,这些限制了它的大规模应用。本文针对这些问题展开了一系列研究,选择La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.803-δ(LSCF)中空纤维膜作为研究对象,采用钙钛矿材料作为粘结剂将多根LSCF膜进行集束,探究该方法对膜的透氧量和机械强度的影响,并对LSCF膜束的高温密封做了一定的研究。LSCF是典型的MIEC膜材料,因此我们选择LSCF膜进行集束,为了达到更好的集束效果,本章选择了 LSCF钙钛矿材料作为粘结剂。并对LSCF中空纤维膜束进行一系列表征和氧渗透测试,实验结果表明利用具有多孔结构的钙钛矿材料对中空纤维膜集束不仅能提高膜束的机械强度而且还促进了膜束的表面交换动力学,因而提高了氧渗透速率。机械强度由单根膜的112.68MPa提高到10根膜束的150.5MPa;透氧量由单根膜的0.4mLcm-2min-1提高到10根膜束的0.61 mL cm-2min-1,其中膜束的最佳孔隙率范围在0.26-0.38之间,过低的孔隙率会对膜束的氧渗透性能造成阻力。同时中空纤维膜束在氧渗透过程中表现出很好的稳定性。LSCF材料稳定性高但透氧量偏低,而Ba0.5Sr0.5Co0.4Fe0.6O3-δ(BSCF)材料表现出很高的透氧量更有利于表面氧交换反应动力学,因此我们选择BSCF材料作为粘结剂对LSCF膜进行集束。单根膜透氧量为0.42 mL cm-2 min-1提高到10根膜束透氧量为的0.66 mL cm-2min-1,同时机械强度由单根膜的112.68 MPa提高到10根膜束的139.6 MPa。利用BSCF粉体作为粘结剂集束的中空纤维膜氧渗透通量高于LSCF粉体作为粘结剂所制备的,同时中空纤维膜束在氧渗透中也表现出很好的稳定性。通过测试各种密封胶的最高工作温度,选定HBC-1096胶作为密封材料然后与LSCF粉体按照一定的比例配制成密封剂。在对LSCF中空纤维膜束进行透氧测试前,利用所配制的密封剂对LSCF膜束进行密封,采用银浆作为陶瓷中空纤维膜束的保护层,防止LSCF膜束与所配制的密封剂发生反应,影响其机械强度和透氧性能。结果表明:当采用银浆作为4根LSCF中空膜束的密封保护层时,膜束的机械强度由原来的89.7 MPa提高到135.6 MPa。