專(zhuān)利名稱(chēng)：氧化物摻雜的中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料及其制備方法，尤其涉及一種氧化物摻雜的中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
混合導(dǎo)體膜材料是一種可以同時(shí)傳導(dǎo)電子與氧離子的無(wú)機(jī)陶瓷膜材料(Teraoka et al.，Chem. Lett.，1985)，廣泛用于純氧制備，燃料電池，傳感器，膜反應(yīng)器等多個(gè)領(lǐng)域。 利用其對(duì)于氧離子的100%選擇性的特點(diǎn)，可用于生產(chǎn)高純度氧氣(> 99% )，同時(shí)，混合導(dǎo)體膜材料具有較高的氧通量，因此用混合導(dǎo)體透氧膜取代傳統(tǒng)的空氣分離方法(如深冷分離)可以節(jié)能近三分之一的投資與操作成本。然而傳統(tǒng)的含鈷透氧膜材料，具有熱膨脹系數(shù)大，在低氧分壓及還原氣氛條件下穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)(Kruidhof et al. , Solid State Ionics, 1993)，而使用在低氧分壓及還原性氣氛中穩(wěn)定非過(guò)渡金屬氧化物進(jìn)行摻雜，或者是直接使用不含鈷元素的鈣鈦礦材料，材料雖然在穩(wěn)定性方面有一定的提高，但會(huì)導(dǎo)致氧通量有較大衰減，大幅降低膜性能，難以滿足工業(yè)化應(yīng)用要求。在實(shí)際應(yīng)用中，為了維持透氧膜材料一定的氧滲透通量，膜反應(yīng)器的操作溫度一般大于800°C，如此高的操作溫度直接帶來(lái)的是大量的能源消耗。而將操作溫度降低到中低溫(500°C -700°C )則可以大幅度的降低透氧膜運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在中低溫條件下，更可以解決傳統(tǒng)透氧膜的高溫密封、膜材料與膜組件的熱膨脹匹配性等由高溫帶來(lái)的一系列問(wèn)題。目前，能夠勝任這一要求的材料基本為含鈷材料，如SrC0a8Fea2CVs，但這類(lèi)材料在中低溫及低氧分壓條件下容易發(fā)生相轉(zhuǎn)變，從而嚴(yán)重影響材料的氧通量及穩(wěn)定性。因此，尋找一種具有高氧通量及高穩(wěn)定性并可以應(yīng)用于中低溫條件下的透氧膜材料是為目前推動(dòng)透氧膜工業(yè)化進(jìn)程中亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提高透氧膜材料的氧通量及穩(wěn)定性并可以應(yīng)用于中低溫條件而提出一種簡(jiǎn)單氧化物摻雜的中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料；本發(fā)明的另一目的還提供了上述材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種氧化物摻雜的中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料，其特征是該材料為鈣鈦礦型氧化物與簡(jiǎn)單金屬氧化物的組合物；其中鈣鈦礦型氧化物的通式為 ChC，xDyD，^yO3-S，0 彡 X < 1，0 彡 y < 1，-0. 5 < δ < 0. 5，C、C，均為 La、Pr、Nd、Sm、Gd、 Ba或Sr中的任意一種元素，D、D，均為Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn或Bi任意一種元素；簡(jiǎn)單金屬氧化物為氧化釩、氧化鈮、氧化鉈、氧化鉻或氧化鉬中的一種；其中簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0. 01 15%。優(yōu)選所述的簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0. 1 10% ；更優(yōu)選簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0. 1 0. 9%。本發(fā)明材料中所述的的鈣鈦礦型氧化物可以直接市售，也可以使用溶膠-凝膠法、固相反應(yīng)法、水熱法或共沉淀法等常規(guī)方法合成。下面以較為簡(jiǎn)單的適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的固相反應(yīng)法為例介紹鈣鈦礦型氧化物的制備方法。按材料的化學(xué)計(jì)量比將鈣鈦礦型氧化物中各金屬元素相應(yīng)的氧化物、碳酸鹽或者硝酸鹽粉體混合后，置于球磨機(jī)中加入溶劑球磨M-48小時(shí)，轉(zhuǎn)速250-400rpm，然后在空氣中充分干燥。將干燥后的粉料置于剛玉坩堝內(nèi)，在800-950°C空氣氣氛中焙燒2-10小時(shí)得到鈣鈦礦型氧化物粉體。其中溶劑的加入量達(dá)到濕磨要求即可。本發(fā)明還提供了上述氧化物摻雜的中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料的制備方法，本發(fā)明所述的透氧膜材料使用常規(guī)固相反應(yīng)法合成，其具體步驟如下將簡(jiǎn)單氧化物按照簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0. 01 15%與鈣鈦礦型氧化物粉體混合的混合，置于球磨機(jī)中加入溶劑球磨2-10小時(shí)，轉(zhuǎn)速450-550rpm，然后在80_120°C空氣中干燥；將干燥后的粉料置于坩堝內(nèi)，在850-1000°C空氣氣氛中焙燒2-10小時(shí)得到透氧膜材料。其中溶劑的加入量達(dá)到濕磨要求即可。將步驟A制得的透氧膜材料粉體通過(guò)等靜壓法、塑性擠出等常規(guī)成型制膜，然后將膜生坯置于高溫電爐中，以2-10°C /min的升溫速率升至1100-1300°C，保溫2_10個(gè)小時(shí)后，以2-10°C /min的降溫速率冷卻，即制得氧化物摻雜的混合導(dǎo)體透氧膜。有益效果從經(jīng)濟(jì)與成本考慮，目前限制混合導(dǎo)體膜材料工業(yè)化的主要因素為膜材料本身的穩(wěn)定性及氧通量問(wèn)題，含鈷材料具有高的氧通量但穩(wěn)定性差，而使用在低氧分壓及還原性氣氛中穩(wěn)定非過(guò)渡金屬氧化物進(jìn)行摻雜，或者是直接使用不含鈷元素的鈣鈦礦材料，膜材料雖然在穩(wěn)定性方面有一定的提高，但會(huì)導(dǎo)致氧通量有較大衰減，大幅降低膜性能，難以滿足工業(yè)化應(yīng)用要求。因此，在保持材料具有較高的氧通量的同時(shí)進(jìn)一步提高材料的穩(wěn)定性， 成為亟待解決的問(wèn)題。本發(fā)明中，摻雜過(guò)渡金屬元素的簡(jiǎn)單氧化物后可以明顯的提高材料在低氧分壓下的穩(wěn)定性，同是保持較高的氧通量，更可滿足中低溫操作要求。簡(jiǎn)單氧化物在鈣鈦礦主體相中，由于其本身的“軋釘”效應(yīng)，可以明顯的抑制晶粒生長(zhǎng)，提高材料的機(jī)械強(qiáng)度。少量的摻雜更可以在一定程度上減小材料的熱膨脹性能。本發(fā)明的材料不僅在低氧分壓下具有較高的化學(xué)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，適用于高溫及中低溫條件下的透氧，烴類(lèi)部分氧化，含氧化合物分解，燃料電池等領(lǐng)域，同時(shí)，少量摻雜簡(jiǎn)單氧化物可以提高材料的透氧性能，使得材料的使用溫度可以擴(kuò)展到中低溫范圍內(nèi)，進(jìn)一步降低能耗，滿足工業(yè)化應(yīng)用要求。


圖1為鈣鈦礦材料SrCoa8Fe0.203_s材料和Nb2O5摻雜的(摻雜量為0. 5，1，3，5，10% 質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的本發(fā)明材料SrC0a8Fea2CVs-Nb2O5在1200°C下煅燒5個(gè)小時(shí)后制得的膜片的掃描電鏡照片(a f 分別對(duì)應(yīng)材料 SCF, SCFNbO. 5，SCFNbl，SCFNb3, SCFNb5, SCFNb 10)；圖2是Nb2O5摻雜量為0. 5，1，3，5，10 %質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的本發(fā)明材料 SrCo0.8Fe0.203-δ-Nb2O5的X射線衍射圖(a)未經(jīng)處理的，(b)850°C的He氣氛下處理M小時(shí)后的；圖3為本發(fā)明材料SrCo0.8Fe0. Α-δ-Nb2O5與文獻(xiàn)中報(bào)道的Al2O3摻雜的 SrCoa8Fea2CVs-Al2O3的透氧速率曲線對(duì)比圖(膜片厚度為1mm，進(jìn)料側(cè)空氣流量為IOOml/min，滲透?jìng)?cè)氦氣流量為30ml/min)。圖4 為本發(fā)明材料 Βει。. 5Sr0.5Co0.8Fe0.203_ δ -MoO3 及 SrCo。. 8Fe0.203_ δ -Nb2O5 (MoO3 或 Nb2O5摻雜量為0. 5，1，3，5，10%質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的平均熱膨脹系數(shù)柱狀圖；圖5是為氧化物摻雜量為0. 5，1，3，5，10 %質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的本發(fā)明材料 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.203_ δ -MoO3 及 SrCoa 8Fe0.203_ δ -Nb2O5 機(jī)械強(qiáng)度柱狀具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明實(shí)施例(本發(fā)明所涉及的鈣鈦礦型氧化物的制備不僅限于以下實(shí)施例所提供的特定的工藝參數(shù)條件，只要通過(guò)常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)制得通式為 ChC’ xDyD’ hOw的鈣鈦礦型氧化物即可)實(shí)施例1 5以固相反應(yīng)法制備鈣鈦礦氧化物SrCoa8Fq2CVs ("O- 5 < δ < 0. 5)及本發(fā)明材料 SrCo0.8Fe0.203-δ-Nb2O5 ("O- 5 < δ < 0. 5)為例，按材料的化學(xué)計(jì)量比將 SrC03、Co203 和！^e2O3 粉體混合后，加入乙醇，置于球磨機(jī)中濕磨36小時(shí)，轉(zhuǎn)速350rpm然后在靜態(tài)空氣中干燥。將干燥后的粉料置于高鋁坩堝內(nèi)，在900°C空氣氣氛中焙燒5小時(shí)得到SrC0a8Fea2CVs (SCF) 粉體。將Nb2O5以占透氧膜材料總質(zhì)量的百分比0. 5，1，3，5，10%與SrCoa8Fea2CVs混合，加入乙醇，置于球磨機(jī)中球磨8小時(shí)，轉(zhuǎn)速400rpm，球磨后粉料在空氣中120°C充分干燥。將干燥后的粉料置于剛玉坩堝內(nèi)，在950°C空氣氣氛中焙燒5小時(shí)得到SrCoaPea2CVs-Nb2O5 粉體，分別以 SCFNbO. 5，SCFNbl, SCFNb3, SCFNb5, SCFNblO 表示。所制得的粉體在400MPa的單軸壓力下制得膜生坯，將膜生坯在高溫爐中于1200°C燒結(jié)5小時(shí)后，降至室溫(升降溫速率均為2°C /min)。圖1為本發(fā)明材料 SrCo0.8Fe0.203_s -Nb2O5膜片的表面微觀。由圖可以看出，膜表面具有清晰的晶界，而且膜表面致密無(wú)孔隙，晶粒尺寸隨著Nb2O5的摻雜量的增加而減小，這是因?yàn)镹b2O5在SCF主體相中的 “軋釘”效應(yīng)，抑制高溫下晶界的擴(kuò)散與晶粒的增大，而較小的晶粒尺寸具有較高的表面能， 有助于在一定程度上提高燒結(jié)后膜片的強(qiáng)度。實(shí)施例6將鈣鈦礦材料SrCoa8Fea2CVs材料和Nb2O5摻雜的實(shí)施例1_5材料 SrCo0.8Fe0.203_s -Nb2O5進(jìn)行X射線衍射測(cè)試，由圖2 (a)可以看出，材料SCF及SCFNb均形成完整的鈣鈦礦相，摻雜前后材料的鈣鈦礦主體相沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的變化。研究發(fā)現(xiàn)，材料沒(méi)有明顯第二相或者因?yàn)橄喾磻?yīng)生成的雜相是保證材料具有較高氧通量的前提之一。而本發(fā)明材料中，Nb2O5在SCF主體相中具有較高的固溶限(大于10% )，制得的材料沒(méi)有明顯雜相， 這在一定程度上預(yù)示了 Nb2O5對(duì)于主體相SCF氧通量的影響相對(duì)較小。圖2(b)為材料在 850°C的He氣氛下處理M小時(shí)后的XRD圖譜，可知，SCF在處理后發(fā)生了明顯的相變，出現(xiàn)了很雜相，而Nb2O5摻雜的材料在處理后結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)變。這說(shuō)明微量的摻雜即可大幅度提高材料穩(wěn)定性。實(shí)施例7對(duì)鈣鈦礦材料SrCoa8Fea2CVs材料和Nb2O5摻雜的(實(shí)施例1_5摻雜量為0. 5，1， 3,5,10%質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的本發(fā)明材料SrCoa8Fea2CVs-Nb2O5在不同溫度下的氧滲透性能進(jìn)行測(cè)試(膜片厚度為1mm，進(jìn)料側(cè)空氣流量為100ml/mim，滲透?jìng)?cè)氦氣流量為30ml/min)，并與文獻(xiàn)中報(bào)道的材料SrCoa8Fea2CVs-Al3O3相比較(膜片厚度為1mm，進(jìn)料側(cè)空氣流量為 100ml/mim，滲透?jìng)?cè)氦氣流量為30ml/min)。結(jié)果見(jiàn)圖3.由圖3可以看出，少量摻雜過(guò)渡金屬元素氧化物Nb205(0.5% )可以明顯提高材料的透氧性能，SCFNbO. 5在900°C的氧通量高達(dá)3. 37ml/(cm2 · min)，適合在氧分離膜及膜催化反應(yīng)器等領(lǐng)域應(yīng)用。同時(shí)，材料在中低溫下也具有優(yōu)秀的表現(xiàn)，在650°C的氧滲透通量也能達(dá)到0. 43ml/(cm2 · min)，600°C時(shí)仍具有0. 23ml/(cm2 · min)的氧通量。當(dāng)摻雜量大于0. 5 %時(shí)，氧通量隨著摻雜量的增加而減小。相比較，使用非過(guò)渡金屬元素氧化物Al2O3 摻雜的SrCotl.Petl.203_s的材料少量摻雜即導(dǎo)致氧通量的大幅度衰減，僅摻雜的Al2O3在 900°C時(shí)的氧通量?jī)H為0. 46ml/(cm2 · min)，低溫下氧通量幾近為零，難以滿足實(shí)際工業(yè)需求。因此，采用過(guò)渡金屬氧化物摻雜的本發(fā)明材料很好的保持了材料的高氧滲透通量的優(yōu)點(diǎn)并可進(jìn)一步應(yīng)用于中低溫條件下。實(shí)施例8 12以有機(jī)酸絡(luò)合法制備鈣鈦礦氧化物BEta5Sra5Coa8Fea2CVs (-0.5 < δ < 0. 5)，固相法制備本發(fā)明材料BEia5Sra Woa8Fq2CVs-MoO3 (-0.5 < δ <0.5)為例，按材料的化學(xué)計(jì)量比將Baa5Sra5C0a8Fea2CVs中各元素對(duì)應(yīng)的硝酸鹽分別溶于水，放入適當(dāng)量的檸檬酸和乙二胺四乙酸。檸檬酸，乙二胺四乙酸(乙二胺四乙酸先溶于氨水)及金屬離子的摩爾比為2 1 1，用氨水調(diào)節(jié)PH值至8。將澄清的前驅(qū)體放入烘箱中在250°C加熱10小時(shí)， 發(fā)生自燃后將粉體在900°C焙燒5小時(shí)得到B^l5Sra5Coa8Fq2CVs材料粉體。將MoO3以質(zhì)量百分比0. 5，1,3,5,10%與BEta5Sra5Coa8Fq2CVs混合，加入乙醇，置于球磨機(jī)中球磨4小時(shí)，轉(zhuǎn)速450rpm球磨后粉料在空氣中120°C充分干燥。將干燥后的粉料置于剛玉坩堝內(nèi)，在 9000C空氣氣氛中焙燒10小時(shí)得到BEta5Sra5C0a8Fea2CVs-M0O3粉體，分別以BSCFMoO. 5， BSCFMo 1, BSCFMo3, BSCFMo5, BSCFMolO表示。所制得的粉體在400MPa的單軸壓力下制得膜生坯，將膜生坯在高溫爐中于1200°C燒結(jié)10小時(shí)后制得致密膜(升降溫速率均為5°C / min) ο實(shí)施例13對(duì)本發(fā)明材料Βεια SSra5Coa8Fea203_s-MoO3 (實(shí)施例 8_12Μο03·雜量為 0. 5，1,3,5, 10%質(zhì)量百分?jǐn)?shù))及 SrCoa8FeQ.203_s-Nb2O5 (實(shí)施例 l_5Nb205 摻雜量為 0. 5，1，3，5，10%質(zhì)量百分?jǐn)?shù))在空氣氣氛中隨溫度變化的熱膨脹性能進(jìn)行測(cè)試。由圖4可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于Nb2O5摻雜的SrCoa8Fq2CVs材料，Nb2O5摻雜量小于3% 的本發(fā)明材料在350-850°C溫度區(qū)間的平均熱膨脹系數(shù)比未摻雜SCF有一定程度的下降。說(shuō)明適量摻雜Nb2O5(小于3%)可以抑制主體材料的熱膨脹性能。對(duì)于MoO3摻雜的 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.203_5-Mo03 材料，MoO3 對(duì)于主體相 BEta5Sra5C0a8Fq2CVs 熱膨脹的抑制作用更加明顯，隨著摻雜量的增加，材料的平均熱膨脹系數(shù)降低。這說(shuō)明簡(jiǎn)單氧化物的摻雜可以有效抑制鈣鈦礦材料的熱膨脹性，提高材料熱機(jī)械強(qiáng)度。實(shí)施例14對(duì)于本發(fā)明材料BEia5Srtl. SCoa8Fi5a2O3-s-MoO3 及 SrC0a8Fq2CVs-Nb2O5 的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。借助于CMT6203萬(wàn)能拉力試驗(yàn)機(jī)，采用“三彎矩法”測(cè)定實(shí)施例8_12材料 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.203_ δ -MoO3 及 SrCoa 8Fe0.203_ δ -Nb2O5 的靜態(tài)彎曲強(qiáng)度。由圖 5 可知，本發(fā)明材料BEta5Sra5C0a8Fq2CVs-M0O3及SrCoa8Fq2CVs-Nb2O5的機(jī)械強(qiáng)度均相對(duì)于未摻雜的 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.203_5及SrCoa8Fq2CVs材料有了大幅度的提高，且隨著摻雜量的增加機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，顯示了良好的機(jī)械穩(wěn)定性，非常適合于工業(yè)化應(yīng)用。實(shí)施例15 19以固相反應(yīng)法制備鈣鈦礦氧化物L(fēng)aO. 6SrO. 4Co0.8Cu0.203-5 ("0. 5 < δ < 0. 5) 及本發(fā)明材料LaO. 6SrO. 4Co0.8Cu0.203_5-V2O5(-0. 5 < δ < 0. 5)，按材料的化學(xué)計(jì)量比將 La2O3，SrCO3> Co2O3和CuO粉體混合后，加入乙醇，置于球磨機(jī)中濕磨48小時(shí)，轉(zhuǎn)速400rpm 然后在靜態(tài)空氣中干燥。將干燥后的粉料置于高鋁坩堝內(nèi)，在900°C空氣氣氛中焙燒5小時(shí)得到 LaO. 6SrO. 4Co。8Cu。203_s (LSCC)粉體。將 V2O5 以質(zhì)量百分比 0. 1,0. 3,0. 5,0. 7,1% 與LaO. 6SrO. 4Co0.8Cu0.203_s混合，加入乙醇，置于球磨機(jī)中球磨8小時(shí)，轉(zhuǎn)速450rpm，球磨后粉料在80°C空氣中充分干燥。將干燥后的粉料置于剛玉坩堝內(nèi)，在900°C空氣氣氛中焙燒 5 小時(shí)得到 LaO. 6SrO. 4Co。. 8Cu。.203_s-V2O5 粉體，分別以 LSCCVO. 1，LSCCV0. 3，LSCCV0. 5， LSCCV0. 7，LSCCVl表示。所制得的粉體在400MPa的單軸壓力下制得膜生坯，將膜生坯在高溫爐中于1150°C燒結(jié)5小時(shí)后制得致密膜(升溫速率為2V /min,降溫速率為5°C /min)。實(shí)施例20對(duì)鈣鈦礦材料LaO. 6SrO. 4Co0.8Cu0.203_s材料和V2O5摻雜的(摻雜量為0. 1,0. 3， 0.5,0. 7，質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的本發(fā)明材料LaO. 6SrO. 4Co0.8Cu0.203_s-V2O5在不同溫度下的氧滲透性能進(jìn)行測(cè)試(膜片厚度為1mm，進(jìn)料側(cè)空氣流量為100ml/mim，滲透?jìng)?cè)氦氣流量為 50ml/min)，測(cè)試結(jié)果如下表
權(quán)利要求
1.氧化物摻雜的中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料，其特征在于該材料為鈣鈦礦型氧化物與簡(jiǎn)單金屬氧化物的組合物；其中鈣鈦礦型氧化物的通式為ChC’ xDyD，^03_δ,0彡χ < 1， 0 ^ y < 1,-0. 5 < δ < 0. 5，C、C，均為 La、Pr、Nd、Sm、Gd、Ba 或 Sr 中的任意一種元素，D、 D’均為Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Si或Bi任意一種元素；簡(jiǎn)單金屬氧化物為氧化釩、氧化鈮、 氧化鉈、氧化鉻或氧化鉬中的一種；其中簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0. 01 15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于所述的鈣鈦礦型氧化物是由溶膠-凝膠法、 固相反應(yīng)法、水熱法或共沉淀法合成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的材料，其特征在于所述的簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0. 1 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的材料，其特征在于所述的簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0. 1 0. 9%。
5.一種制備如權(quán)利要求1所述的氧化物摻雜的中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料，具體步驟如下按照簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0. 01 15%將簡(jiǎn)單氧化物與鈣鈦礦型氧化物粉體混合，加入溶劑球磨2-10小時(shí)，轉(zhuǎn)速450-550rpm，然后在空氣中干燥；將干燥后的粉料置于坩堝內(nèi)，在850-1000°C空氣氣氛中焙燒2-10小時(shí)得到透氧膜材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及氧化物摻雜的中低溫混合導(dǎo)體透氧膜材料及其制備方法，是該材料為鈣鈦礦型氧化物與簡(jiǎn)單金屬氧化物的組合物；其中鈣鈦礦型氧化物的通式為C1-xC’xDyD’1-yO3-δ，0≤x＜1，0≤y＜1，-0.5＜δ＜0.5，C、C’均為L(zhǎng)a、Pr、Nd、Sm、Gd、Ba或Sr中的任意一種元素，D、D’均為Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn或Bi任意一種元素；簡(jiǎn)單金屬氧化物為氧化釩、氧化鈮、氧化鉈、氧化鉻或氧化鉬中的一種；簡(jiǎn)單氧化物的摻雜重量占組合物總重量的0.01～15％；本發(fā)明所提供的透氧膜材料通過(guò)少量摻雜簡(jiǎn)單氧化物即可大幅度提高的主體材料在低氧分壓下的穩(wěn)定性，并且維持材料的高的透氧能力，更具有優(yōu)秀的中低溫表現(xiàn)，適合低氧分壓下的長(zhǎng)時(shí)間操作，滿足大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用要求。
文檔編號(hào)C04B35/01GK102367209SQ20111019279
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者劉鄭堃, 張廣儒, 徐南平, 董學(xué)良, 金萬(wàn)勤 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)