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双相致密透氧膜
  • ISSN号:1005-281X
  • 期刊名称:化学进展
  • 时间:0
  • 页码:163-172
  • 分类:TB383[一般工业技术—材料科学与工程] TQ028.8[化学工程]
  • 作者机构:[1]北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083, [2]新能源材料与技术北京市重点实验室,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.20973021),北京市自然科学基金项目(No.2102031)及国家高技术发展计划(863)项目(No.2006AA11A189)资助
  • 相关项目:钙钛矿型高温质子导体晶体结构与质子输运性质的关联性研究
中文摘要:

混合导体透氧材料由于在高温下具有氧离子导电特性,在纯氧制备、膜反应器及富氧燃烧等方面显示出广阔的应用前景。单相混合导体材料用作透氧材料时存在稳定性不足、机械性能差等问题,限制了其在生产中的实际应用。在离子导体相中掺入电子导体相形成双相导体膜可以提高透氧材料在高温下和高氧浓度梯度下的工作稳定性和化学稳定性。本文详细论述了双相透氧材料的透氧机理和研究进展,包括氧离子导体/贵金属电子导体和氧离子导体/氧化物电子导体和氧离子导体/混合导体等的复合形式。重点分析了材料的组成、结构以及两相之间的化学相容性和混合比例对材料透氧率和工作稳定性的影响。介绍了双相材料在甲烷部分氧化制合成气(POM)膜反应过程及富氧燃烧中的应用,分析了目前有待解决的问题并提出了今后的研究方向。

英文摘要:

Mixed conducting membranes that exhibit oxygen ion conduction at elevated temperature are of significant interest due to their potential applications for oxygen production, partial oxidation of methane to syngas (POM), and oxygen-enriched combustion. Well-investigated single-phase conductors show some disadvantages, such as poor long-term stability and low mechanical strength, limiting their practical applications. The dual phase membrane made from ionic and electronic conducting phases could improve the performance of long-term stability and chemical stability at elevated temperature and high oxygen partial pressure gradient. In this paper, the oxygen permeation mechanism and the research progress in dual-phase membranes are reviewed, including ion-conducting phase/noble metal, ion-conducting phase/electron-conducting oxides, and ion-conducting phase/mixed conducting phase. The emphasis is focused on the effect of composition, lattice structure, and the chemical compatibility and mixing ratio of the two phases on the oxygen permeability and operation stability of the dual phase membrane. Their applications in POM and oxygen-enriched combustion are introduced. The present problems concerned with dual phase membrane are concluded and the main future research directions are proposed.

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期刊信息
  • 《化学进展》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院基础研究局 化学部 文献情报中心
  • 主编:
  • 地址:北京中关村四环西路33号
  • 邮编:100080
  • 邮箱:scinfo@mail.las.ac.cn
  • 电话:010-82627757
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-281X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3383/O6
  • 邮发代号:82-645
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21655