氧气是工农业生产中的重要原料,在医疗、化工、能源、军事等方面具有广泛应用。当前,深冷分离、变压吸附是制取氧气的主要方法,但是这些方法能耗大、成本高。而膜分离法具有生产成本低、能耗低、占地面积小等优点。其中,利用钙钛矿混合导体透氧膜和金属氧分离膜来实现氧气的分离与纯化,展现出优异的发展前景。钙钛矿混合导体透氧膜具有氧离子导电性能和电子导电性能,对氧气具有1 00%的选择性,适用于高温环境;金属氧分离膜在中低温条件下具有较高的氧气溶解度,可以用于氧气分离。因此本文制备了适用于不同温度下的透氧膜,一是可以用于高温条件下的La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3-δ(LSCF)中空纤维膜,二是可以用于中低温条件下的金属银膜,并对其进行表征与测试,主要结果如下:1.通过相转化烧结技术制备了 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF6428)、La0.6Sr0.4Co0.5Fe0.5O3-δ(LSCF6455)及 La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF6482)中空纤维透氧膜。研究了内凝固浴及金属摩尔比例对中空纤维膜微观形貌及透氧性能的影响。当内凝固浴为100wt%H2O时,LSCF中空纤维膜为非对称结构,内外表面均致密;以70wt%NMP+30wt%EtOH的混合液为内凝固浴,可制得外表面为致密薄层、内表面多孔的LSCF中空纤维膜。LSCF中空纤维膜透氧性能表明,70wt%NMP+30wt%EtOH条件下制备的LSCF中空纤维膜比纯水条件下制备的LSCF透氧性能高。1000℃下,吹扫气(He)流速为120 mL·min-1时,70wt%NMP+30wt%EtOH条件下制备的LSCF6482、LSCF6455中空纤维膜的透氧量分别为3.47和3.34 mL·min-1·cm-2,比纯水条件下制备的LSCF中空纤维的透氧量分别提高了 60.6%和63%。950℃下,吹扫气(He)流速为120 mL·min-1时,70wt%NMP+30wt%EtOH条件下制备的LSCF6428 中空纤维膜透氧量为 1.89 mL·min-1·cm-2,比纯水条件下制备的LSCF中空纤维的透氧量提高了 39%。使用100wt%H2O和70wt%NMP+30wt%EtOH两种内凝固浴制备的LSCF中空纤维膜的透氧量都随着Co/Fe摩尔比的增大而增大。2.采用化学镀法在α-Al2O3中空纤维膜上制备了 Ag/Al2O3复合膜,研究了载体表面修饰、化学镀温度、时间、次数对银复合膜的影响,并对渗透性能进行了测试。结果表明,使用铅笔修饰后制备的银复合膜的N2渗透通量明显下降。45℃下,化学镀时间为4 h,化学镀两次时,可以得到连续的银复合膜。150～300℃下,氧渗透通量随压力和温度的增大而逐渐增加,300℃时,氧渗透通量和氧氮选择性分别为 2.74×10-2 mol·m-2·s-1 和 6。