一种耐CO₂、SO₂复合透氧陶瓷膜及其制备以及应用

摘要

一种新型的耐CO2、SO2复合透氧陶瓷膜，由氧离子导电氧化物和电子-氧离子混合导电氧化物组成，其中氧离子导体为具有莹石结构的氧化物，混合导体为具有钙钛矿结构的氧化物，氧离子导电氧化物与混合导电氧化物的质量比为：9:1~1:4;化学式为：（100-x）wt%Ce1-yLnyO2-y/2–xwt%Ln1-zCazM11-wM2wO3;式中10≤x≤80,0.05≤y≤0.5,0≤z≤0.8,0≤w≤1;Ln为镧系元素和Y中的一种或几种；M1和M2为Mn、Fe、Co、Ni中的两种不同元素。通过直接混合所有金属氧化物粉沫的固相合成方法制备上述复合氧化物。该复合氧化物可以用于高温分离含CO2和SO2的空气和以烟道气为吹扫气的空气分离过程。

主权项

一种耐CO2和SO2复合透氧陶瓷膜在高温分离含CO2和SO2的空气分离和以烟道气为吹扫气的空气分离过程中的应用，其特征在于：所述复合透氧陶瓷膜由氧离子导电氧化物和电子‑氧离子混合导电氧化物组成，其中氧离子导体为具有莹石结构的氧化物，混合导体为具有钙钛矿结构的氧化物，氧离子导电氧化物与混合导电氧化物的质量比为：9 : 1 ~ 1 : 4; 化学式为：（100‑x）wt% Ce1‑yLnyO2‑y/2 – xwt% Ln1‑zCazM11‑wM2wO3；式中 10 ≤ x ≤ 80, 0.05 ≤ y ≤ 0.5, 0＜z ≤ 0.8, 0＜w＜1;Ln 选自+3价镧系元素和Y中的一种或几种；M1和M2 选自Co、Ni、Cu中的一种或几种；所述复合透氧陶瓷膜的制备方法为：根据所要的两种氧化物的相对质量比，取化学剂量的相应氧化物于玛瑙球磨罐中，向其中加入无水乙醇，高速球磨2 小时后，在1200 oC 焙烧10 小时；将所得粉体继续球磨、焙烧，反复做三次，最终获得耐CO2和SO2复合氧化物粉体；将该粉体在400 MPa下压片成型，将压好的生片在1360~1400 oC烧结3 h后即得。