担载型中空纤维混合导体氧渗透膜的制备与性能研究

摘要

采用干湿法纺丝技术制备Sr0.7Ba0.3Fe0.9Mo0.1O3-δ(SBFM)中空纤维支撑体,以Nb2O5掺杂的SrCo0.8Fe0.2O3-δ(SCFNb)为膜材料,采用旋转喷涂结合共烧结技术制备出担载型SCFNb/SBFM中空纤维氧渗透膜.借助于XRD、SEM、热膨胀分析、透氧及膜反应性能测试等手段,分别对样品的晶相结构、膜微观结构、支撑体与膜层的烧结行为、膜的氧渗透通量及膜反应性能进行了研究.结果表明,膜层与支撑体的晶相结构仍保持钙钛矿主体相.支撑体具有单一海绵孔/指状孔结构,膜厚为5 μm且致密无缺陷,膜层与支撑体结合良好.在900℃时,氧渗透通量达到0.74 mL/(cm2·min).850℃下甲烷部分氧化膜反应稳定操作超过200 h,稳态下氧渗透通量为4.5 mL/(cm2·min).研究表明,担载型SCFNb/SBFM中空纤维氧渗透膜具有较高的氧渗透通量,同时具有良好的膜反应稳定性.