[发明专利]一种具有氧化物薄层的多层陶瓷膜制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有氧化物薄层的多层陶瓷膜制备方法，其特征在于，包括：

以萤石型氧化物和钙钛矿型或尖晶石型氧化物为原料制成复合材料，然后，预成型，得到坯体；

将所述坯体的表面与Al₂O₃接触，进行烧结，即得；

将萤石结构氧化物和钙钛矿或尖晶石结构氧化物均匀混合得到复合粉末，经预成型后，采用氧化铝作为诱导剂与多相复合陶瓷材料接触，在一定温度下，氧化铝诱导复合陶瓷材料的界面发生相分离，直接得到由氧化物薄层和本体复合材料支撑层构成的多层结构；

所述的萤石型氧化物化学组成表达式为Ce_1-aA_aO_2-δ或B_bZr_1-bO_2-δ，其中A选自La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb中的一种或几种，0 a 1, δ为氧晶格缺陷数；B选自Y、Sc、Yb、Pr、Bi、Er、Ce中的一种或几种，0 b 1，δ为氧晶格缺陷数；

所述的钙钛矿型氧化物化学组成表达式为M_mSr_1-mFe_1-nN_nO_3-δ，其中M选自La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Ba、Ca、Bi中的一种或几种；N选自Mg、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Y、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Al、In、W、La、Gd、Ce中的一种或几种；0 m 0.5，0 n 0.5，δ为氧晶格缺陷数；

所述的尖晶石型氧化物化学组成表达式为X_3-yY_yO₄，其中X选自Mg、Fe、Co、Ni、Mn、Zn、Cd中的一种或几种，Y选自Al、Fe、Co、Cr、Ga、Mn中的一种或几种，0 y 3。

2.如权利要求1所述的具有氧化物薄层的多层陶瓷膜制备方法，其特征在于，所述复合材料的制备方法为球磨混合法、固相反应法或溶胶-凝胶法。

3.如权利要求1所述的具有氧化物薄层的多层陶瓷膜制备方法，其特征在于，所述预成型方法包括干压法、相转化法或挤压成型法。

4.如权利要求1所述的具有氧化物薄层的多层陶瓷膜制备方法，其特征在于，所述坯体的表面与Al₂O₃接触的具体方式为将胚体放置在Al₂O₃刚玉片上面，或者夹在两个Al₂O₃刚玉片中间，或者涂敷纳米Al₂O₃胶体溶液。

5.如权利要求1所述的具有氧化物薄层的多层陶瓷膜制备方法，其特征在于，所述Al₂O₃是Al₂O₃刚玉片、Al₂O₃粉末或纳米Al₂O₃胶体溶液。

6.权利要求1-5任一项所述的方法制备的具有氧化物薄层的多层陶瓷膜，其特征在于，所述多层陶瓷膜包括两层结构，由单相萤石型CAO或BZO薄层和复合材料层构成。

7.权利要求1-5任一项所述的方法制备的具有氧化物薄层的多层陶瓷膜，其特征在于，所述多层陶瓷膜包括三层结构，包括一侧单相CAO或BZO薄层、中间复合材料致密层、另一侧复合材料多孔层。

8.权利要求1-5任一项所述的方法制备的具有氧化物薄层的多层陶瓷膜，其特征在于，所述多层陶瓷膜包括三层结构，包括一侧单相CAO或BZO薄层、中间复合材料致密层、另一侧CAO或BZO薄层。

9.权利要求6-8任一项所述的多层陶瓷膜在从含氧混合气中选择性分离氧以及用于烃类的催化部分氧化、分解H₂O制氢或制备燃料电池中的应用。