CO2稳定的双相混合导体透氧膜材料的研究进展

论文摘要

混合导体透氧膜在高温条件下（特别是温度高于700℃）是一种同时具有氧离子和电子混合传导性能的无机致密陶瓷膜.由于此类膜材料在中高温条件下不仅可以清洁、高效、经济地从空气或者其他含氧气氛中高选择性地分离氧气,同时还具有一定的催化活性,所以这类氧离子和电子混合传导膜在纯氧制备、燃料电池、甲烷部分氧化制合成气、富氧燃烧等方面有着巨大的应用潜力,相关研究也成为材料及化工等领域研究学者关注的焦点.为了找到既具有高透氧性能又具有优异稳定性能的透氧膜材料,研究人员做了大量的工作和努力.本文对近年来CO2稳定的双相混合导体透氧膜材料的研究进展进行系统的综述,简单介绍了双相混合导体透氧膜的透氧机理,分析了双相透氧膜材料的制备方法、几何形状、烧结温度以及组成成分等对透氧性能及稳定性的影响,介绍了双相混合导体透氧膜膜反应器在甲烷部分氧化制备合成气、耦合反应、水分解及富氧燃烧中的应用.最后分析了目前存在的科学问题,并对CO2稳定的双相混合导体透氧膜材料未来的发展进行了展望.

论文目录

• 1 氧渗透机理
•   1.1 体扩散过程
•   1.2 表面交换过程
• 2 膜的制备及工艺
•   2.1 膜粉体的合成方法
•     2.1.1 高温固相法
•     2.1.2 溶胶凝胶法
•     2.1.3 燃烧法
•   2.2 膜的制备
•     2.2.1 膜的几何形状
•     2.2.2 烧结温度对膜的影响
•     2.2.3 两相比例对膜的影响
• 3 CO2稳定的双相混合透氧膜材料的最新研究进展
•   3.1 IC+贵金属导体双相混合导体透氧膜材料
•   3.2 IC+EC双相混合导体透氧膜材料
•   3.3 IC+MIEC双相混合导体透氧膜材料
•   3.4 MIEC+MIEC双相混合导体透氧膜材料
• 4 CO2稳定的双相透氧膜的应用
•   4.1 富氧燃烧
•   4.2 甲烷部分氧化
•   4.3 POM和水分解产氢耦合
•   4.4 液体燃料合成气和合成氨原料反应耦合
• 5 总结与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王舒,石磊,谢沚昂,王好奇,蓝琪,何缘,严冬,张杏,罗惠霞

关键词: 双相混合导体透氧膜,富氧燃烧,气体分离,抗二氧化碳,膜反应器

来源: 科学通报 2019年16期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工,有机化工,环境科学与资源利用

单位: 中山大学材料科学与工程学院,中山大学聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室

基金: 国家自然科学基金(21701197)资助

分类号: TQ051.893;X701

页码: 1651-1670

总页数: 20

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