一种高透氧率双相致密透氧材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种Ce0.8Sm0.2O2-δ–PrBaCo2O5+δ双相致密透氧膜的制备方法，属致密陶瓷透氧膜领域。本发明方法是通过液相法将电子导电相PrBaCo2O5+δ包覆于离子导电相Ce0.8Sm0.2O2-δ颗粒表面、并通过高温烧结形成一种高离子导电相含量的双相透氧材料。由于其特殊的包覆结构使得离子相与电子相形成连续贯通的体积比例阀值提高，这将有助于氧渗透性能的改善。该材料具有较高的透氧能力、化学稳定性及机械性能，可以用于空气中的氧分离、膜反应器、富氧燃烧及燃料电池的电极材料。

主权项

一种高透氧率双相致密导体膜材料的制备方法，其特征在于，其特征在于离子导电相为萤石型金属氧化物Ce0.8Sm0.2O2‑δ，电子导电相为双钙钛矿型金属氧化物PrBaCo2O5+δ，δ为氧缺陷值；烧结前为电子相纳米粉体颗粒包覆在离子相粉体上的双相混合物；烧结致密后所述双相膜为Ce0.8Sm0.2O2‑δ–PrBaCo2O5+δ，其中氧离子导体与电子导体的体积比范围为7:3到9:1，双相相互交织、缠绕并各自形成连续导通的通道；该双相混合导体透氧膜表现出优异的透氧能力；制备步骤为：a、采用固相法或液相法合成离子导电相Ce0.8Sm0.2O2‑δ粉体；b、以柠檬酸‑硝酸盐法制备电子导电相、并通过液相包覆法得到电子导电相包覆在离子导电相颗粒表面的复合粉体；即：将Pr2O5用稀硝酸溶解，同时将化学计量比的Ba(NO3)2和Co(NO3)2溶于去离子水，将两溶液混合均匀，以摩尔比为金属离子:柠檬酸:EDTA=1:1:1的比例加入柠檬酸和EDTA，随后将Ce0.8Sm0.2O2‑δ粉体超声分散于PrBaCo2O5+δ前躯体溶液中，使用旋转蒸发仪将溶液缓慢蒸发，将凝胶在800~1100℃焙烧4~10小时即得到电子导电相包覆离子导电相的混合物；c、采用干压法或流延法或注浆法制备双相陶瓷膜片，在空气气氛中以每分钟2~5℃升温至1050~1200℃保温6~10小时进行烧结致密，然后再以每分钟2~10℃降至室温得到双相致密膜材料。