一种自分相混合导体三相膜材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于混合导体膜材料领域，具体涉及一种自分相混合导体三相膜材料及其制备方法与应用。膜材料由以质子导电为主的钙钛矿相、以氧离子导电为主的萤石相和以电子导电为主的钙钛矿相三相组成。本发明专利技术自发分相形成的混合导体三相膜材料具有质子、电子和氧离子混合传导的特点和较好的化学相容性和稳定性，该混合导体三相膜材料既可以用于氧气或氢气分离，也可用于质子燃料电池的电极材料以及高温下涉氢或涉氧膜反应器。

A Three-Phase Membrane Material for Self-Separating Mixed Conductor and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种自分相混合导体三相膜材料及其制备方法与应用
本专利技术属于混合导体膜材料领域，具体涉及一种自分相混合导体三相膜材料及其制备方法与应用。
技术介绍
氧离子-电子混合导体透氧膜是一类同时具有氧离子和电子传导能力的致密陶瓷膜材料。当透氧膜两侧存在氧分压梯度时，氧会以氧离子的形式通过氧空穴由高氧分压区向低氧分压区传导，同时电子通过变价金属离子之间的跳跃朝相反的方向传导。因此，此类膜材料不需要外加电路就可实现氧传递过程，理论上对氧的选择性为100％。自从Teraoka课题组对无机透氧膜材料La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ(LSCF)(Teraokaetal.,ChemistryLetters，1985，11:1743-1746)进行研究以来，无机透氧膜受到了研究者们的重视。比如，杨维慎课题组开发的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)材料在850℃下透氧量高达1.16mL·min-1·cm-2。(Yangetal.,JournalofMembraneScience,2000,172:177-188)(中国专利CN99113004.9)。M.Arnold等人研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自分相混合导体三相膜材料，其特征在于：膜材料由以质子导电为主的钙钛矿相、以氧离子导电为主的萤石相和以电子导电为主的钙钛矿相三相组成。

【技术特征摘要】
1.一种自分相混合导体三相膜材料，其特征在于：膜材料由以质子导电为主的钙钛矿相、以氧离子导电为主的萤石相和以电子导电为主的钙钛矿相三相组成。2.按权利要求1所述的混合导体三相膜，其特征在于：所述以质子导电为主的钙钛矿相为ACe1-xMxO3-δ材料，其中A为Ba、Sr、La中的一种或几种的组合，M选自Fe、Sm、Gd、Y、Yb、Eu、Co、Pr中的一种或几种，0<x≤0.5，0≤δ≤0.5；所述以电子导电为主的钙钛矿相为AN1-xCexO3-δ材料，其中A为Ba、Sr、La中的一种或几种的组合，N为Pr、Fe或Co，0<x≤0.5，0≤δ≤0.5；所述以氧离子导电为主的萤石相为Ce1-yLnyO2-δ材料，其中Ln选自Gd、Eu、Sm或Pr，0.1≤y≤0.2。3.按权利要求1或2所述的混合导体三相膜，其特征在于：所述质子导电为主的钙钛矿相、电子导电为主的钙钛矿相和氧离子导电为主的萤石相的重量百分比在1.62:1.5:1—1.28:1.04:1。4.一种权利要求1所述的混合导体三相膜的制备方法，其特征在于：1)按混合导体三相膜的上述重量百分比称量原料，分别加入到去离子水中，并在磁力搅拌器上加热搅拌直至完全溶解得金属离子的混合液，然后按照金属离子：乙二胺四乙酸：一水合柠檬酸的摩尔比为1:1:1.5～2，将乙二胺四乙酸和一水合柠檬酸添加到上述金属离子的混合溶液中，混合均匀后调节混合溶液的PH值为8-9，调节后将混合溶液蒸发水分得凝胶；2)将上述凝胶在400-600℃加热燃烧，即得到前驱体；3)在将前驱体在950-1000℃焙烧5-10h获得膜粉体，将粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：江河清，夏校良，贾露建，张艳，胡天淼，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37