la0.7sr0.3feo3δ中空纖維膜透氧及催化反應(yīng)性能研究

1、山東理工大學(xué)山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文La0.7Sr0.3FeO3δ中空纖維膜透氧及催化反應(yīng)性能研究中空纖維膜透氧及催化反應(yīng)性能研究OxygenPermeationCatalyticReactionofLa0.7Sr0.3FeO3δHollowFiberMembrane研究生：石麗麗石麗麗指導(dǎo)教師：譚小耀教授譚小耀教授協(xié)助指導(dǎo)教師：申請學(xué)位門類級別：工學(xué)碩士工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：應(yīng)用化學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究方向：膜反應(yīng)器膜反應(yīng)器論文完成日期：20

2、12年4月20日2012年4月20日單位代碼：10433學(xué)號：Y0905173分類號：TQ028.8密級：山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要采用溶膠凝膠法制備了La0.7Sr0.3FeO3δ(LSF)混合傳導(dǎo)陶瓷粉體以及催化劑La0.6Sr0.4Co0.2Ni0.8O3δ(LSCN)粉體。采用掃描電鏡，X射線衍射儀以及激光粒度儀分別對材料的微觀形貌，晶相結(jié)構(gòu)及粒度分布進(jìn)行了分析，并測定了LSCN粉體對甲烷二氧化碳重整反應(yīng)的催化性能。結(jié)果

3、表明，制備的LSF粉體為單一的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，高溫有助于粉體的晶化，在制備的過程中沒有金屬離子的流失。溶膠凝膠法制備的LSCN粉體的平均粒度為3.26m，在800950℃，LSCN顯示了良好的催化性能。在950℃時，甲烷和二氧化碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到了98%、97%，CO和H2的選擇性分別為60%、78%。應(yīng)用相轉(zhuǎn)化燒結(jié)技術(shù)制備了LSF中空纖維透氧膜。考察不同的燒結(jié)溫度對LSF中空纖維膜的微觀形貌、晶相結(jié)構(gòu)、孔隙率、機(jī)械強(qiáng)度及透氧性能的影響。結(jié)果表明

4、：隨著燒結(jié)溫度的升高，LSF膜內(nèi)外表面的微孔逐漸減少，晶粒不斷長大，晶界明顯。LSF中空纖維膜的機(jī)械強(qiáng)度隨著溫度的升高逐漸增加，當(dāng)燒結(jié)溫度到1400℃時，膜的機(jī)械強(qiáng)度能達(dá)到134MPa。膜的孔隙率和透氧量隨著燒結(jié)溫度的升高逐漸降低?？疾觳煌祾邭鈱SF中空纖維膜透氧性能的影響。結(jié)果表明：以氦氣為基準(zhǔn)，吹掃氣中甲烷和氫氣的混入會增加膜的透氧量，而二氧化碳的加入會降低膜的透氧量。但是LSF中空纖維膜在純CO2吹掃時仍然具有透氧功能。吹掃氣

5、不同的物理化學(xué)性質(zhì)對膜的透氧穩(wěn)定性及微觀結(jié)構(gòu)具有不同的影響。在純CO2和純He氣氛下，膜能保持長時間的透氧穩(wěn)定性，且膜的微觀結(jié)構(gòu)基本沒有改變；在純CH4和純H2氣氛下，膜的穩(wěn)定性變差，晶體結(jié)構(gòu)改變。950℃時，純甲烷和純He氣做吹掃氣膜的透氧量分別在3.54mLcm2min1和1.42mLcm2min1，而純CO2做吹掃氣，膜的透氧量僅為0.92mLcm2min1。采用致密的LSF中空纖維膜組裝成膜反應(yīng)器并進(jìn)行了甲烷二氧化碳催化重整反應(yīng)