混合导体氧渗透膜设计制备与应用PDF格式文档图书下载

第1章 混合导体氧渗透膜及膜材料概述 1

1.1氧渗透膜材料的分类 1

1.1.1离子导体氧渗透膜材料 1

1.1.2双相混合导体氧渗透膜材料 2

1.1.3单相混合导体氧渗透膜 2

1.2钙钛矿型氧化物的结构与氧缺陷 4

1.3氧传输机理 7

1.3.1主体扩散过程 8

1.3.2表面交换过程 8

1.3.3氧离子迁移 9

1.4混合导体氧渗透膜材料及膜的制备 13

1.4.1粉体的制备 13

1.4.2膜的制备 16

1.5混合导体氧渗透膜的发展 18

1.6混合导体氧渗透膜在能源环境领域的重要应用 20

1.7课题组的研究思路及研究内容 24

参考文献 27

第2章 混合导体氧渗透膜材料设计策略、开发与制备 34

2.1混合导体材料离子选择基本规则 34

2.2用于氧分离过程的混合导体材料的设计 35

2.2.1氧分离过程对材料的要求 35

2.2.2用于氧分离过程的混合导体材料的设计策略 36

2.2.3 ZrO2掺杂的SrCo0.4 Fe0.6 O3-δ新型混合导体材料 39

2.2.4体相掺杂离子的种类和大小对SrCo0.8 Fe0.2 O3-δ结构及性能的影响 46

2.2.5 Nb2 O5掺杂的SrCo0.8 Fe0.2 O3-δ（SCF）新型高性能混合导体材料 53

2.2.6 A位部分取代对La0.2 A0.8 Co0.2 Fe0.8 O3-δ材料结构与性能的影响 59

2.2.7 B位部分取代SrCo0.4 Fe0.6 xMO.3-δ新型混合导体材料 65

2.3用于膜反应过程的混合导体材料的设计 74

2.3.1膜反应过程对材料的要求 74

2.3.2用于膜反应过程的混合导体材料的设计策略 75

2.3.3耐CO2气氛的La0.85 Ce0.1 Ga0.3 Fe0.65 Al0.05O3-δ混合导体材料 76

2.3.4 Al2 O3及SrAl2 O4掺杂的SrCo0.8 Fe0.2 O3-δ、SrCO0.76 Fe0.19 Al0.1Or新型混合导体材料 81

2.3.5耐还原性气氛Sr0.7Ba0.3 Fe0.9 Mo0.1 O3-δ混合导体材料 95

2.4混合导体氧渗透膜材料的制备 100

2.4.1制备方法对混合导体膜材料结构与性能的影响 100

2.4.2纳米混合导体膜材料的制备 108

2.4.3制备条件对混合导体膜材料结构与性能的影响 116

参考文献 123

第3章 混合导体氧渗透膜与膜的构型设计与制备 130

3.1混合导体致密氧渗透膜烧结行为研究 130

3.1.1烧结气氛对氧渗透膜的微观结构和性能的影响 131

3.1.2掺杂剂对氧渗透膜的烧结行为的影响 134

3.2管式混合导体氧渗透膜的制备 136

3.2.1管式混合导体氧渗透膜制备及氧渗透性能 136

3.2.2细管式混合导体氧渗透膜的制备及氧渗透性能 144

3.2.3高温陶瓷密封剂的制备与表征 148

3.3中空纤维混合导体氧渗透膜的制备 154

3.3.1 SrCo0.4Fe0.5Zr0.1O3-δ中空纤维混合导体氧渗透膜的制备工艺研究 154

3.3.2 SrCo0.4 Fe0.4 Zr0.2 O3-δ混合导体中空纤维膜的制备及氧渗透性能 158

3.4担载混合导体氧渗透膜的设计与制备 162

3.4.1 La0.6 Sr0.4 Co0.2 Fe0.8 O3-δ非对称膜的制备 164

3.4.2 SrCo0.4 Fe0.5 Zr0.1O3-δ-MgO非对称膜的设计与制备 165

3.4.3孔结构梯度担载型混合导体氧渗透膜设计与制备 169

3.4.4管式担载型混合导体氧渗透膜的制备 172

3.5表面交换在担载膜致密层氧渗透过程中的贡献 176

3.6渗透模式对担载膜氧渗透性能的影响 180

3.7对称型和担载型混合导体膜的性能比较 187

3.8新型细管式氧分离器的构建与研究 194

参考文献 195

第4章 混合导体氧渗透膜反应过程及膜反应器设计与构建 198

4.1甲烷部分氧化膜反应过程 198

4.1.1膜反应器中P（OM反应过程的研究 199

4.1.2 POM膜反应器数学模型研究 207

4.1.3 POM自催化膜反应器研究 213

4.2蒸汽/CO2重整耦合甲烷部分氧化膜反应研究 217

4.2.1 SCFA管式氧渗透膜反应器中OSRM反应性能的研究 217

4.2.2 SCFA细管式氧渗透膜反应器中OCRM反应性能的研究 220

4.3二氧化碳分解耦合甲烷部分氧化膜反应研究 221

4.3.1膜反应器中二氧化碳分解耦合甲烷部分氧化膜反应的研究 223

4.3.2二氧化碳分解耦合甲烷部分氧化自催化混合导体氧渗透膜反应器 231

4.4乙醇制氢耦合水分解膜反应研究 236

4.4.1以空气为氧源的OSRE膜反应研究 240

4.4.2以水为氧源的WS耦合OSRE膜反应研究 241

4.5新型双层复合膜反应器研究 243

参考文献 247

第5章 展望 253

附录 255

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