[发明专利]多层复合陶瓷氧渗透膜及其制备和应用

权利要求书

1.一种多层复合陶瓷氧渗透膜，其特征在于它是由多孔层-致密层或者是由多孔层-致密层-多孔层组成；其中多孔层与致密层的材料均为离子电子混合导体材料或质子电子混合导体材料，且多孔层与致密层的膜材料不同；多孔层作为保护层由耐气氛的材料组成，致密层由高氧渗透性能材料组成。

2.按照权利要求1所述的多层复合陶瓷氧渗透膜，其特征在于所述的离子电子混合导体材料为钙钛矿型、K₂NiF₄型或双相材料；质子电子混合导体材料为钙钛矿型混合导体材料或者钙钛矿型和简单金属氧化物的混合物；其中钙钛矿型的通式为A_1-aA’_aB_1-b-cB’_bB’’_cO_3-δ；其中，0≤a<1，0<b≤1，0≤c≤1，δ为氧晶格缺陷数；致密层混合导体材料A、A’为La、Ce、Ca、Pr、Nd、Sm、Ba或Sr中的任意一种元素，B’为Co；B、B’’为Fe、Ni、Zn、Zr、Cr或Bi任意一种元素；多孔层混合导体材料A、A’为La、Ce、Ca、Pr、Nd、Sm、Gd、Ba或Sr中的任意一种元素，B、B’、B’’为Cr、Mn、Fe、Ga、Al、Cu、Zn、Mo或Bi任意一种元素；简单金属氧化物中的金属元素为Zr,Ti,Al,Nb,Sr,Mo,Ce,Bi,Mn,Cr,Ta,Sc,Cu,V,Sn,Sb,W,Ag,Ga,或Ge中的一种或几种混合物，简单金属氧化物的质量含量为0.1～5%；双相材料由钙钛矿相和莹石相组成，其中莹石相中的金属元素为Zr、Ce、Pr、Y或Sm中的任意一种。

3.按照权利要求1所述的多层复合陶瓷氧渗透膜，其特征在于致密层的材料为BaBi_0.5Co_0.2Fe_0.3O_3-δ,BaBi_0.4Co_0.2Fe_0.4O_3-δ,BaCo_0.4Fe_0.5Zr_0.1O_3-δ,Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ,Ba_0.3Sr_0.7Co_0.8Fe_0.2O_3-δ,La_0.6Ba_0.4Co_0.8Fe_0.2O_3-δ,La_0.6Ca_0.4Co_0.8Fe_0.2O_3-δ,La_0.4Ca_0.6Co_0.2Fe_0.8O_3-δ,LaCo_0.7Fe_0.1Ni_0.2O_3-δ,La_0.6Sr_0.4CoO_3-δ,La_0.6Sr_0.4Co_0.8Cr_0.2O_3-δ,La_0.6Sr_0.4Co_0.8Cu_0.2O_3-δ,La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ,La_0.2Sr_0.8Co_0.2Fe_0.8O_3-δ,La_0.6Sr_0.4Co_0.8Ni_0.2O_3-δ,Nd_0.6Sr_0.4CoO_3-δ,Pr_0.6Sr_0.4CoO_3-δ,Sm_0.6Sr_0.4CoO_3-δ,SrCo_0.4Fe_0.6O_3-δ,SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ,SrCo_0.85Fe_0.1Cr_0.05O_3-δ,0.5wt.%Nb₂O₅-doped SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ,La₂NiO_4+δ,La₂Ni_0.9Fe_0.1O_4+δ,La₂Ni_0.9Co_0.1O_4+δ,3wt.%ZrO₂-doped SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ,3wt.%Ag₂O-doped SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ,5wt.%SrAl₂O₄-doped SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ,或SrFeCo_0.5O_X；多孔层的材料为SrAl_xFe_1-xO_3-δ,(Ba_1-xSr_x)(Fe_1-yM_y)O_3-δ(M:Mn,Cu,Zn,Mo),AE(Fe_1-yM_y)O_3-δ(AE:Ba,Sr;M:Ce,Zr,Al,Ti),La_0.6Sr_0.4Fe_0.4Ga_0.6O_3-δ,La_0.8Sr_0.2(Ga_0.8Mg_0.2)_0.6Cr_0.4O_3-δ，La_0.85Ce_0.1Ga_0.3Fe_0.65Al_0.05O_3-δ,75%wt%Ce_0.85Sm_0.15O_1.925-25wt%Sm_0.6Sr_0.4FeO_3-δ,40%Pr_0.6Sr_0.4FeO_3-δ-60%Ce_0.9Pr_0.1O_2-δ,Ce_0.8Sm_0.2O_1.9-Sm_1-xCa_xMn_0.5Co_0.5O₃(x=0or x=0.2),La_0.8Sr_0.2MnO_3-δ-YSZ,Zr_0.84Y_0.16O_1.92-La_0.8Sr_0.2Cr_0.5Fe_0.2O_3-δ,La_0.6Sr_0.4Ga_0.3Fe_0.7O_3-δ,BaCe_0.95Y_0.05O_3-δ,(ZrO₂)_0.8(Y₂O₃)_0.20,BaCe_0.15Fe_0.85O_3-δ,Ca_0.8Sr_0.2Ti_0.7Fe_0.3O_3-δ,Ce_0.8Gd_0.2O_2-δ-Ga_0.7Sr_0.3Fe_3-δ,Ce_0.8Sr_0.2O_2-δ-La_0.8Sr_0.2CrO_3-δ或Ce_0.8Gd_0.2O_2-δ-La_0.7Sr_0.3MnO_3-δ,BaCe_0.8Sm_0.2O_3-δ。