la0.6sr0.4co0.2fe0.8o3δ中空纖維催化透氧膜與膜反應(yīng)器研究

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得丞洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名： 清白夸 簽字日期：讎c 月f ，日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解丞洼王些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位

2、論文的規(guī)定。特授權(quán)丞洼工些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)厙進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明)學(xué)位論文作者簽名：裔湯萍 聊妊蔭∥揖 導(dǎo)師簽名：、I c - 7 厶r簽字日期：k 陟年／月I j 曰 簽字日期：弘f > 年f 月f 參日摘 要采用相轉(zhuǎn)化法制備L a o 6 S r o 4 C

3、o o 2 F e o 8 0 3 ．s ( L S C F ) 鈣鈦礦中空纖維膜，該中空纖維膜具有非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。在L S C F 中空纖維膜的V t j l J , b 表面涂覆額外的多孔鈣鈦礦涂層增加表面交換動(dòng)力學(xué)促進(jìn)氧滲透速率。幾個(gè)典型的鈣鈦礦如S r C o o 8 F e o 2 0 3 —6 ( S C V e ) ， B a o 5 S r os C o o 2 F e os O s ．a(chǎn) ( B S C F ) ， S r

4、 C o o 9 S c o1 0 3 ．g S C S c ) ，S r C o o 9 N b o 1 0 3 ．8 ( S C N b ) 被選作催化劑負(fù)載使用。結(jié)果表明，通過(guò)表面涂層修飾，L S C F 中空纖維膜的氧氣滲透通量明顯的提高。不同鈣鈦礦的氧滲透促進(jìn)作用的順序?yàn)镾 C S c > B S C F > S C N b ～S C F e > L S C F 。鈣鈦礦材料可以提高膜的表而交換反應(yīng)速率常數(shù)，

5、這種涂覆策略可以應(yīng)用于評(píng)估鈣鈦礦催化活性，在膜內(nèi)側(cè)表面負(fù)載催化劑涂層在透氧方面的性能較優(yōu)越，但是膜兩側(cè)表面均涂覆涂層可以最大限度的促進(jìn)氧氣滲透。通過(guò)此法可以得到高滲透性、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性高的復(fù)合膜。研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)溫度以及C H 4 ／0 2 比，S r C e o 9 5 Y b o 0 5 0 3 ．6 催化劑具有較好的O C M 催化性能，并V t ．熱穩(wěn)定性好。1 w t ％N a C l - S r C e o 9 5 Y

6、b o 0 5 0 3 ．6 與S r C e o9 5 Y b o 0 5 0 3 ．6相比，具有更高的C 2 收率以及選擇性，當(dāng)C H 4 ／0 2 為1 6 ：1 0 m l ／m i n 時(shí)，C 2 選擇性以及收率達(dá)到最大值，分別為2 4 ．8 ％以及l(fā) 1 ．6 ％。說(shuō)明N a C I 的添加有利于甲烷轉(zhuǎn)化，提高催化劑活性，而且還可以誘導(dǎo)乙烷脫氫生成乙烯，這可能是該類(lèi)催化劑具有較高催化性能的重要原因。將致密的L S C F 陶

7、瓷中空纖維膜組裝成甲烷氧化偶聯(lián)( O C M ) 反應(yīng)器，并對(duì)其O C M 催化性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明在7 0 0 —1 0 0 0℃范圍內(nèi)，原始L S C F 纖維膜反應(yīng)器具有較高的C 2 選擇性( 2 9 ％) ，但是甲烷轉(zhuǎn)化率及收率均較低。在陶瓷膜內(nèi)外兩側(cè)分別涂覆1 w t ％N a C i ．S r C e o 9 5 Y b o 0 5 0 3 ．6( S C Y b ) 以及B a o 6 S r o 4 C o o 2

8、F e o 8 0 3 ．6 ( B S C V ) 催化劑涂層的L S C F 膜反應(yīng)器可以獲得較高的甲烷轉(zhuǎn)化率( 9 8 ．3 ％) ，在7 0 0 ．9 5 0 。C 的收率均高于未負(fù)載和僅在膜一側(cè)負(fù)載催化劑的陶瓷膜反應(yīng)器，并在8 5 0 ℃時(shí)得到最大選擇性以及收率( 分別為4 6 ．9 ％及4 3 ．7 ％) 。僅在內(nèi)側(cè)負(fù)載S C Y b 催化涂層的膜反應(yīng)器的O C M 反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和收率分別為3 5 ．3 ％和2 3 ％。即S