一种双金属掺杂的混合导体透氧膜及其制备方法和应用

摘要

本发明属于氧离子‑电子混合导体透氧膜技术领域，具体涉及一种双金属掺杂的混合导体透氧膜及其制备方法和应用。透氧膜为在Ba_0.6Sr_0.4FeO₃基钙钛矿氧化物中的B位掺杂两种金属离子，从而形成双金属掺杂的钙钛矿氧化物。本发明Mg和Zr双金属掺杂的Ba_1‑xSr_xFe_1‑y‑zMg_yZr_zO_3‑δ混合导体透氧膜同时具有稳定性好、渗透通量高的特点。具体地，Mg²⁺离子掺杂产生了较多的氧空穴，保证了掺杂后透氧膜较高的渗透通量，掺杂Zr⁴⁺可以提高钙钛矿的结构容限因子，防止由于氧空位浓度增加而发生钙钛矿结构转变。因此，经过掺杂Mg和Zr离子分别发挥提高氧空位浓度和钙钛矿结构稳定性的不同功能，使Ba_1‑xSr_xFe_1‑y‑zMg_yZr_zO_3‑δ透氧膜同时具有高渗透通量和稳定性。

主权项

一种双金属掺杂的混合导体透氧膜，其特征在于：透氧膜是在Ba_0.6Sr_0.4FeO₃基钙钛矿氧化物中的B位掺杂两种金属离子，从而形成双金属掺杂的钙钛矿氧化物；所述透氧膜分子式为Ba_0.6Sr_0.4Fe_1‑x‑yM_xN_yO_3‑δ，其中M为低价态且不易被还原的金属离子中的一种，N为还原气氛下稳定且离子半径较大的金属离子中的一种，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤δ≤1；所述M金属离子为Mg、Zn、Y、Sc、Gd或Al；N金属离子为Ti、Zr、Ta或Nb。