钙钛矿型复合氧化物陶瓷膜的制备及其透氧性能

用低温燃烧法合成了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)钙钛矿型复合氧化物电子一氧离子混合导体材料。采用微粉浆料相变纺丝技术制备了具有多孔层和致密层的管状中空非对称陶瓷膜。考察了温度以及吹扫气氦气流速对膜的透氧性能的影响。结果表明:当温度升高到700℃,氧通量显著增大;增加氦气流速也使透氧速率增大,但是当氦气流速增大到某一值时,透氧速率基本恒定。不同温度下达到最大透氧速率时的氦气流速不同。透过侧氧分压为1.7kPa、温度为900℃、平均厚度为0.45mm的LSCF管状中空膜的透氧速率达2.2×10-7mol/(cm2·s)。     

混合导体透氧膜材料的设计与应用

混合导体透氧膜材料在高温下具有氧离子－电子混合导电性能,在纯氧制备、膜反应器以及固体燃料电池等方面展现出广阔的应用前景。本文对近年来混合导体透氧膜材料的开发和在甲烷部分氧化等方面的应用进行了详细综述,重点介绍了本课题组在此领域的工作。     

钙钛矿型致密膜透氧过程的应用研究

对钙钛矿型致密膜的透氧过程进行了实验研究,验证了所建数学模型的正确性,并对数学模型中的材料参数、应用范围、模型对厚度的敏感性及模型在极限条件下的适用性等进行了分析研究,力图实现以模型为手段,优化实验操作条件,用模型来预测不同工艺条件对膜透氧速率的影响,减少探索性实验的工作量,进而为实现其工业化应用提供指导。     

钙钛矿型致密膜透氧过程的模拟研究

由于钙钛矿型致密膜的透氧机理十分复杂,影响因素较多,因此对过程进行数学模拟是实现其工业化应用的一个重要步骤,本文将影响其高温透氧过程的主体扩散和表面交换反应有机结合起来,同时考虑膜表面气固相交界层内的传递阻力,建立了钙钛矿型致密膜透氧过程的数学模型,并对模型的适用范围进行了理论分析,以便为钙钛矿型致密膜透氧过程的实验研究提供前瞻性预测。     

一种新型的混合导电型致密透氧膜

Perovskite type SrCo_(0.4)Fe_(o.6)O_(3-δ)(SCF) membrane and a novel perovskite-related ZrO_2 dopedSrCo_(o.4)Fe_(o.6)O_(a-δ)(SCFZ) membrane were successfully prepared by isostatic pressing.The sintered membraneswere characterized by high-temperature X-ray diffeaction (HTXRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS).Theoxygen permeabilities of membranes have been measured in the temperature range of 923 K to 1243K.The oxygenpermeation fiux at 1l23K and activaion energy of SCFZ membrane with the thickness of 2mm are respectively2.68×10~(-7)mol.cm~(-2).min~(-1) and 97.76kJ.mol~(-1).The results of HTXRD in argon atmosphere and the oxygen per-meation experiment indicate that the SCFZ membrane is stable at elevated temperature and low oxygen partialpressure.     

溶胶—凝胶法制备La1—xSrxCoyFel—yO3—δ混合导体透氧膜粉料的研究

运用现代到试分析手段XRD、TEM和DTA等，对溶胶—凝胶法制备La1-xSrxCoyFel-yO3-δ混合型导体透氧膜粉料的工艺和性能进行了较详细的研究。实验结果表明：溶胶的pH＝6—8，脱水温度在80℃左右，干凝胶在950—1000℃下保温2小时焙烧，可获得遂氧性能较高的La1-xSrxCoyFel-yO3-δ粉料。     

溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCoyFe1-yO3-δ混合导体透氧膜粉料的研究

运用现代测试分析手段XRD、TEM和DTA等 ,对溶胶—凝胶法制备La1-xSrxCoyFe1-yO3 -δ混合型导体透氧膜粉料的工艺和性能进行了较详细的研究。实验结果表明 :溶胶的pH =6 - 8,脱水温度在 80℃左右 ,干凝胶在95 0 - 10 0 0℃下保温 2小时焙烧 ,可获得透氧性能较高的La1-xSrxCoyFe1-yO3 -δ粉料。     

溶胶-凝胶法合成SrFe0.7Cu0.3O3-δ混合导体透氧膜材料的研究

利用溶胶-凝胶法制备了SrFe0.7 Cu0.3O3-δ混合导体透氧膜材料粉体,采用TG-DSC、XRD进行分析表征,考察了不同制备条件下溶胶.凝胶的性质、所制备的粉体的物相组成.结果表明:溶胶在pH=4左右、脱水温度80℃、柠檬酸与总金属离子物质的量配比C/Mn+=2、干凝胶在900℃下焙烧保温5 h,可制得结晶度高、具有单一稳定钙钛矿结构的粉体.     

钙钛矿型透氧膜及其在甲烷部分氧化中的应用

钙钛矿型透氧陶瓷膜是同时具有氧离子和电子导电性的功能无机膜,在纯氧分离和甲烷部分氧化膜反应器中具有重要的潜在应用.介绍了钙钛矿型透氧陶瓷膜的氧渗透原理、膜材料的结构性能及其在甲烷部分氧化制合成气中的应用研究进展,并对透氧膜所面临的挑战进行了论述.     

致密透氧膜用于甲烷部分氧化制合成气的实验研究

引　言钙钛矿型致密透氧膜在高温下具有氧离子、电子混合导电性 .当膜两侧存在氧分压梯度时 ,高压侧的氧在膜表面经化学吸附解离成氧离子、电子 ,于膜主体内扩散至另一侧 ,并重新结合、脱附至低氧压体系 .将致密透氧膜反应器用于甲烷部分氧化制合成气反应为天然气利用开辟了一条崭新的路径 ,近年来受到普遍关注 .该过程集空分与反应于一体 ,降低了大量的操作成本 ,通过膜壁控制氧气的进料有效控制了反应进程 .提高膜的透氧量 ,解决还原性气氛下膜的稳定性等问题 ,是该过程实现工业化的关键 .Ｂａｌａｃｈａｎｄｒａｎｄ[1] 、Ｔｓａｉ[2 ] …     

La_(0.2)Sr_(0.8)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-z)钙钛矿型混合导电体透氧性能

以稳态法（ＳｔｅａｄｙＳｔａｔｅＰｅｒｍｅａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ）对Ｌａ０．２Ｓｒ０．８Ｃｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏ３－ｚ（ＬＳＣＦ）混合导电体在８５０℃～７００℃间的透氧性能作了测试;同时,以暂态热重法（ＴｒａｎｓｉｅｎｔＴＧＡ）研究了ＬＳＣＦ在８１５℃Ｏ２→Ｎ２→Ｏ２交变气流中的脱氧、吸氧过程,并对其透氧性能作了估算。结果表明,ＬＳＣＦ是一种具有实际应用价值的致密透氧膜;在暂态热重测试条件下,ＬＳＣＦ的吸氧、脱氧过程是可逆的,且整个表面反应受氧脱附过程控制;由暂态热重数据估算出的材料透氧性能比稳态法的推算值低,其值分别为１．５６×１０－７ｍｏｌ／ｃｍ２·ｓ和６４０×１０－６ｍｏｌ／ｃｍ２·ｓ。     

优先透水渗透汽化膜的研究

本文将聚乙烯醇和壳聚糖混合物涂到聚丙烯腈中空纤维内表面制备用于渗透汽化过程的中空纤维复合膜，研究不同的聚乙烯醇和壳聚糖共混组成对膜分离性能的影响，通过适当交联，使膜性能稳定，用于渗透汽化过程分离乙醇－水混合液时，进料乙醇浓度０．９５，温度４８℃，膜分离因子１００～２００，渗透通量４０～７０ｇ／ｍ＾２．ｈ。     

混合溶剂对TiO2/PVDF平板超滤膜性能和结构的影响

采用N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为混合溶剂制备PVDF超滤膜。考察了不同混合比例的DMAC和NMP对膜性能及膜结构的影响,同时利用扫描电子显微镜(SEM)对膜表面及断面结构进行分析,原子力学显微镜(AFM)对膜表面粗糙度进行了分析,利用接触角测量仪对膜表面接触角进行了测量。结果表明,使用混合溶剂对膜孔径和膜亚层结构影响较大,但混合溶剂对膜孔隙率和接触角基本没有影响。当混合溶剂DMAC/NMP为1:2时,膜性能达到最优,孔隙率为70%,平均孔径为0.24μm,水通量为373 L.m-2.h-1,截留率为88%。     

混酐交联壳聚糖与三甲基-烯氯化铵共聚物／聚丙烯腈荷正电复合纳滤膜的研制及截留性能

以壳聚糖与三甲基一烯氯化铵共聚物(GCTACC)的水溶液为铸膜液,采用流延的方式,与聚丙烯腈(PAN)超滤膜复合,与己二酸和乙酸酐混合酸酐的丙酮溶液进行交联,从而制备了壳聚糖与三甲基一烯基氯化铵共聚物复合阳离子型纳滤膜。本文讨论交联剂浓度、交联时间、干燥时间等因素的影响,采用单因素实验法确定了最佳的制膜条件:1.0wt%壳聚糖与三甲基一烯氯化铵接枝共聚物溶液,50℃下干燥2h,交联介质为在乙酸酐、己二酸和丙酮的质量比为0.06:1.8:75时,50℃下交联20h,50℃下热处理20min。通过电镜扫描对膜形貌进行表征以及利用原子力显微镜对膜表面的粗糙情况进行了观察。该复合膜的均方粗糙度为7.7±0.76×103nm。在操作压力为1.0MPa,料液流速为30L/h下,通过测定对浓度为1000mg/L葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇(600～1000)的截留率,得到该膜截留分子量为900左右(纳滤范围内)。并且,对该复合膜的截留性能进行了测试,分别探讨了操作压力、料液流速、料液类型等因素与膜性能的关系。其中,对不同类型无机盐的截留顺序为:MgCl2>MgSO4>KCl>NaCl>Na2SO4>K2SO4,呈现荷正电纳滤膜的截留特性。     

三醋酸纤维素富氧膜的初步研究

本介绍三醋酸纤维素（ＣＴＡ）富氧膜的制备方法，探讨Ｎ２－Ｏ２分离过程中某些操作参数对分离结果的影响。初步研究结果表明，在较佳制膜工艺条件下，如含水的反渗透膜分别经过乙醇，汽油的浸泡，干燥等处理，可以获得实用性富氧膜，一级富氧浓度大于４２％，渗透率大于０．５×１０＾－５ｃｍ＾３（ＳＴＰ）／ｃｍ＾３．ｓｃｍＨｇ。     

水处理用炭膜的制备研究

以煤基沥青为原料,通过热处理制得中间相沥青,粉碎后经自粘成型、预氧化、炭化过程制得炭膜,把制得的炭膜用于染料水溶液的分离．通过考察各个工艺条件对炭膜分离性能的影响,确定出制备炭膜的最佳工艺参数．并考察了浸渍法对炭膜分离性能的影响．     

钙钛矿型薄膜材料氧敏性能的研究

以硝酸盐为原料 ,柠檬酸为络合剂 ,采用无机盐溶胶—凝胶法 (ISG)合成了钙钛矿型稀土复合氧化物LaBO3 (B为Ni、Fe、Cr)陶瓷薄膜 ,并研究了它们的氧敏性能。电阻—温度曲线表明 ,LaFeO3 和LaCrO3 陶瓷薄膜为半导体特性 ,而LaNiO3 陶瓷薄膜具有类金属特性 ,并且LaBO3 薄膜材料的氧敏性能主要由B位离子的d电子特性所决定 ,即B位离子越活泼 ,则其氧敏性能越好     

气体分离用炭膜

在大量文献及作者工作的基础上,对气体分离用炭膜的分离机理、制备及应用进行了综述。