SCFT陶瓷中空纖維膜的氧滲透和耐CO2性能研究.pdf

1、基于陶瓷透氧膜的新型02/C02燃燒技術(shù)給透氧膜材料的應(yīng)用開(kāi)辟了一個(gè)廣闊的應(yīng)用前景，該技術(shù)相比其他的C02吸收、回收方法，具有成本低、能量損失小、C02捕獲完全、NOx排放量低等優(yōu)點(diǎn)。中空纖維膜的膜面積體積比大，是一種非常有希望大規(guī)模應(yīng)用的膜結(jié)構(gòu)。將中空纖維管狀膜進(jìn)行集成，組裝成膜組件（器件），進(jìn)行大規(guī)模的氧氣生產(chǎn)或者與其它涉氧工藝耦合應(yīng)用，是選擇了良好的材料體系之后進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的一個(gè)必須要解決的問(wèn)題。凝膠注模成型工藝因其獨(dú)特的

2、優(yōu)點(diǎn)可以用于制備陶瓷器件來(lái)實(shí)現(xiàn)膜反應(yīng)器的組裝。
　　 本論文的第一章簡(jiǎn)要介紹了混合導(dǎo)體透氧膜的氧滲透基本原理和研究概況、中空纖維氧分離膜的研究進(jìn)展和現(xiàn)狀、凝膠注模成型工藝的特點(diǎn)與控制因素以及本論文的研究目的。
　　 第二章對(duì)具有高C02耐性的Sr(Coo.,Feo.2)o.8Tio.203-8中空纖維膜的氧滲透能力和耐C02性能進(jìn)行了研究，并使其與相同組分的片狀的膜的性能進(jìn)行了比較。采用相轉(zhuǎn)換法制備了Sr(Co0.8Fe

3、0.2)0.8Ti0.2O34的中空纖維管狀膜。研究發(fā)現(xiàn)中空纖維膜因其表面的多孔結(jié)構(gòu)使材料與C02的反應(yīng)增強(qiáng)了，這就意味著材料的耐C02性能減弱了，在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)切換吹掃氣，中空纖維管的氧滲透速率還可以得到恢復(fù)；另外雖然中空纖維管內(nèi)部是多孔的，使它的雙極電導(dǎo)率比不上片狀膜，但是因?yàn)橹锌绽w維膜管壁很薄，材料的氧滲透性能卻明顯提高了。
　　 第三章我們研究了高濃度Ti4+離子摻雜的Sr(Co0.8Fe0.2)1-xTixO3-

4、0(x=0.2、0.3、0.4)中空纖維膜的氧滲透及其耐C02性能，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Sr(Co0.8Fe0.2)1-xTi。03-0中空纖維膜的氧滲透速率隨Ti4+離子摻雜量的增加而變小，同時(shí)材料的耐C02性能顯著提高，膜管的氧滲透速率隨溫度的升高逐漸增大，在固定溫度下，膜管的氧滲透速率隨吹掃氣流量變大而增大至某一值后基本保持穩(wěn)定。
　　 第四章采用凝膠注模成型工藝制備了氧化鋁陶瓷基體。該基體可用于中空纖維膜的組裝。我們制備了固含量為5