SrFe1-xMxO3-δ(M=Nb,Sb)型陶瓷透氧膜在CO2中的化學(xué)穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文主要研究了富氧燃燒條件下的陶瓷氧分離膜在CO2氣氛中的化學(xué)穩(wěn)定性和氧滲透性。選擇的材料是SrFeO3-δ，用Nb和Sb作為摻雜元素運(yùn)用固相合成方法最終合成了基于SrFeO3-δ的SrFe1-xNbxO3-δ（x=0-0.30）和SrFe1-xSbxO3-δ（x=0-0.30）兩種材料體系。為了表征材料的化學(xué)穩(wěn)定性能運(yùn)用了X射線衍射（XRD）、場發(fā)射掃描電鏡（FSEM）、熱重-差熱分析（TG-DTA）、X射線能譜（EDS）技術(shù)，利用氣

2、相色譜技術(shù)分析了氧滲透性能。
　　第一章主要講了該課題的研究背景、混合導(dǎo)體透氧膜的透氧原理以及研究進(jìn)展，著重闡述了混合導(dǎo)體透氧膜用于富氧燃燒時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性差的問題，并提出了提高穩(wěn)定性方法。第二章是針對陶瓷透氧膜的穩(wěn)定性問題提出了耐CO2陶瓷透氧膜的設(shè)計(jì)思路，并介紹了相關(guān)的表征手段和研究方法。
　　文章的第三章講述了摻雜Nb元素后的SrFeO3-δ在CO2氣氛中的化學(xué)穩(wěn)定性和氧滲透性的提高。SrFe1-xNbxO3-δ（x=0-

3、0.30）為單相的立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。SrFeO3-δ在720-900℃下的溫度范圍內(nèi)會嚴(yán)重吸附CO2，將鈣鈦礦分解成SrCO3和SrFe12O19。當(dāng)Nb的摻雜濃度達(dá)到x=0.2時(shí)，碳酸化反應(yīng)變得不那么明顯，相應(yīng)的，在CO2中材料的透氧量在800℃下會迅速降低。對于x=0.30的樣品，沒有觀察到CO2吸附和碳酸化反應(yīng)，氧滲透速率幾乎保持不變。雖然在800℃下在CO2中的耐受力得到了改善，但是Nb的摻雜會導(dǎo)致氧滲透速率的惡化。
　　論

4、文的第四部分研究了SrFe1-xSbxO3-δ（x=0-0.30）在CO2中的化學(xué)穩(wěn)定性和氧滲透性并且與SrFe1-xNbxO3-δ做了比較。SrFe1-xSbxO3-δ的樣品在Sb的摻雜量x0.30時(shí)，其結(jié)構(gòu)由單相的立方鈣鈦礦相向雙鈣鈦礦相轉(zhuǎn)化。將SrFe1-xSbxO3-δ的樣品做了與SrFe1-xNbxO3-δ的樣品相同的處理后發(fā)現(xiàn)SrFe1-xSbxO3-δ在CO2中的吸附性和化學(xué)穩(wěn)定性方面具有相似性，但是SrFe1-xSbxO