[发明专利]一种双相复合致密陶瓷透氧膜及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于氧离子-电子双相复合致密陶瓷透氧膜(membrane)技术领域，特别涉及电子导电相为钙钛矿型锰酸镧基复合氧化物、氧离子导电相为稳定化的萤石型二氧化锆的双相复合致密陶瓷透氧膜及其制备方法。

背景技术：

致密陶瓷透氧膜材料的基本要求包括：制备和使用条件下物理化学性能稳定，氧渗透速率高，且具有足够高的机械强度和抗热震性能。日本《化学通讯》(Chem.Lett.1743-1746，1985)报道的一种单一钙钛矿结构的氧离子-电子混合导电陶瓷透氧膜材料La_1-xSr_xCo_1-yFe_yO_3-δ，由于该材料的热膨胀系数较大，且其中的钴价格较贵，易高温还原和挥发，材料的化学稳定性和热机械性能差，不适宜于高温还原气氛下长期使用。欧洲专利EP0399833A1披露的一种氧离子导电相为稳定化的氧化锆、电子导电相为铂或其它贵金属的双相混合导体透氧膜，由于贵金属的资源缺少和价格昂贵，一定程度上限制了这种透氧膜材料的大规模工业化应用。美国专利5,478,444中披露的一种以Bi₂O_3-δ基氧化物为氧离子导电相的双相透氧膜材料，由于Bi₂O_3-δ在高温下易被还原，膜的化学稳定性较差。美国《电化学杂志》(J.Electrochem.Soc.，147，2814-2821，2000)报道的一种氧离子导电相为Ce_0.8Gd_0.2O_2-δ、电子导电相为La_0.7Sr_0.3MnO_3-δ(LSM)的双相透氧膜材料，由于其两相之间存在化学反应，随着高温使用时间的延长，透氧膜的透氧能力会下降，稳定性不好。中国专利02124417.0中的一种电子导电相为Ba_1-xSr_xCo_1-yFe_yO_3-δ、氧离子导电相为La_1-xSr_xGa_1-yFe_yO_3-δ的双相复合透氧膜材料，由于其中Ba_1-xSr_xCo_1-yFe_yO_3-δ的抗还原能力较差，也存在着透氧膜的长期稳定性问题。