分享到:

钙钛矿型透氧材料的制备与研究

钙钛矿型透氧膜在氧气分离、固体燃料电池和甲烷部分氧化制合成气等方面有着良好的应用前景,受到了人们的广泛关注,但其大规模的工业化应用受到了两个因素的限制:一是透氧率不能满足要求,二是膜材料在高温还原性气氛下的稳定性较差。本文针对目前研究工作中存在的两个偏向:重材料组成而忽视微观结构对膜性能的影响以及重表面修饰而忽视掺杂对膜表面交换的影响,从制备工艺-微观结构-性能的关系出发,研究了膜微观结构的调控方法及其对膜透氧性能的影响规律,并从掺杂-结构-性能的关系出发,对掺杂了不同离子的透氧膜的性能进行了研究。1.粉料制备方法对Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)透氧膜性能的影响采用固相反应法、改进柠檬酸法和柠檬酸-EDTA络合法制备了Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)粉料,并在相同的烧结条件下制备了透氧膜。首先对粉料的晶型结构进行了表征,结果表明用柠檬酸  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京工业大学
南京工业大学

有支撑高通量致密镧镍系透氧膜的制备与表征

无机致密透氧膜在高温气体分离和膜催化反应中发挥着重要作用。它可以从含氧混合气体中选择分离出氧,可用于甲烷偶联反应、甲烷的部分氧化反应、固体燃料电池、氧传感器等。其研究与开发对包括化工、能源、冶金等在内的重要基础工业领域具有积极推动作用。近年来被积极开发的新型混合导体氧化物透氧膜材料,如La_2NiO_(4+δ)系列材料,同时具有离子导电性和电子导电性,而且有催化作用,受到广泛关注。在致密无机透氧膜的应用中,重要问题之一是透氧膜的厚度。离子在材料中传导需要相对较高的活化能,减小透氧膜的厚度是获得高的透氧性能的有效途径。在现有的有关报道中绝大部分都是对本体膜的研究,而如何实现既有高的透氧通量又能够具备良好的机械强度是一个研究难点。因此研究La_2NiO_(4+δ)系列致密支撑透氧膜的制备,并寻求进一步提高La_2NiO_(4+δ)系列透氧膜材料透氧性能的途径,对于促进实现透氧膜的工程应用具有重要意义。本论文采用配合物溶胶-凝胶制备法...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

高温致密透氧膜材料和膜过程研究

致密陶瓷透氧膜在高温下能够选择性地将氧气从空气中分离,低成本地得到工业上大量需要的高纯氧气,因此在能源和化工领域具有广阔的应用前景。本论文的主要内容就是研究高稳定性致密陶瓷透氧膜材料、基于透氧膜的甲烷部分氧化制合成气反应器和化石燃料纯氧燃烧器。将陶瓷透氧膜作为膜反应器,用于甲烷部分氧化制合成气,能够较大幅度地降低合成气的生产成本,近十年来引起了众多的关注。本论文的第一章介绍了陶瓷透氧膜用于合成气生产的研究现状,分析了这一领域研究中存在的难题,并展望了以后研究的发展方向。另外,本章还介绍了陶瓷透氧膜用于实现CO_2零排放燃烧装置的研究概况。论文的第二章综述了陶瓷透氧膜材料的类型和研究概况,介绍了氧离子—电子混合导体的透氧原理以及影响其透氧性能的因素。透氧膜用于反应器时,除了必须具备高的透氧能力外,还要求在高温和大氧分压梯度下具有足够的化学和机械稳定性。目前研究的单相材料体系中,很难找到同时满足上述要求的材料,在透氧性能和稳定性之间...  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>

《功能材料信息》2013年02期
功能材料信息

混合导体透氧膜实现低温稳定运行

近日,中科院大连化学物理研究所研究员杨维慎与副研究员朱雪峰在低温稳定混合导体透氧膜方面的研究工作取得新进展,相关成果以快讯形式发表在德国《应用化学》上。混合导体透氧膜在氧气分离技术方面具有独特的优势,如分离选择性高、能耗低、过程简单、设备投资小等,不仅可用于小规模制氧,更适合大规模制氧。混合导体透氧膜技术可与众多重要化工过程集成获得更高的氧气分离效率,如:煤气化、钢铁冶炼、垃圾焚烧、选择催化氧化等。但是,高操作温度(800...  (本文共1页) 阅读全文>>

《化工进展》2006年10期
化工进展

混合导体透氧膜材料的设计与应用

混合导体透氧膜材料在高温条件下(特别是温度高于700℃时)是氧离子和电子的导体,当此类材料制成的致密膜两侧存在一定的氧浓度梯度时,氧以离子的形式通过晶格中动态形成的氧缺陷由高氧分压区向低氧分压区传递,同时电子通过在可变价金属离子之间的跳跃向反方向移动(如图1所示)。由于同时具有高的氧离子及电子传导能力,此类材料不需要外加电路就可完成氧传递过程,而且由于氧的传递是通过晶格振动的形式实现的,因此混合导体透氧膜理论上对氧具有绝对选择性。此类膜材料不仅在中高温条件下能够选择性透氧,同时还具有一定的催化活性,因而在纯氧制备、燃料电池以及化学反应器等方面展现出十分诱人的应用前景,相关研究也成为材料及化工等领域各国研究学者关注的焦点[1-6]。合成气的制备是天然气资源综合利用的关键技术之一,将混合导体致密透氧膜反应器用于甲烷催化转化过程已被各国学者表明是天然气化工中最具发展潜力的技术路线之一。该路线预计比传统工艺过程降低操作成本20%以上,并...  (本文共9页) 阅读全文>>

《材料研究学报》2001年01期
材料研究学报

混合导体透氧膜的制备及其应用

无机分离催化膜中的混合导体透氧膜在天然气催化转化中具有广阔的应用前景.天然气呷烷)通过膜反应器内管与通过透氧膜渗透过来的氧在催化剂作用下反应生成合成气(CO+H。)此时,可直接动态获得廉价纯氧.天然气的主要成分甲烷是一种优质、清洁的能源,高效利用这些气态碳资源具有重要的战略意义.由天然气经合成气(CO+H。)制取液体燃料(GTL, gas to liquid)是天然气利用的重要途径之一.其中造气呷烷部分氧化制合成气,CO+H。)成本约占总成本的60%,因此,如何降低造气成本是天然气资源有效、合理利用的关键所在.1995年美国Argonne国家实验室和Amoco公司合作,在混合导体无机透氧膜上,利用空气作为氧化剂实现了甲烷部分氧化制合成气反应过程,取得了转化率为98%、选择性为90%、膜材料在1230K及合成气气氛下稳定运转1000h的好结果.该造气过程比现有的甲烷水气重整制合成气过程节约成本25%~50%,这预示着该类膜材料在石...  (本文共8页) 阅读全文>>