几种混合导体陶瓷膜反应器的比较研究

无机材料学报, 2002, 17(5): 1041-1047. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2002.05.022

几种混合导体陶瓷膜反应器的比较研究

李光涛 ^1, , 邵宗平 ^2, , 熊国兴 ^3, , 董辉 ^4, , 丛铀 ^5, , 杨维慎 ^6,

1.中国科学院大连化学物理研究所催化基础研究国家重点实验室,大连116023

2.中国科学院大连化学物理研究所催化基础研究国家重点实验室,大连116023

3.中国科学院大连化学物理研究所催化基础研究国家重点实验室,大连116023

4.中国科学院大连化学物理研究所催化基础研究国家重点实验室,大连116023

5.中国科学院大连化学物理研究所催化基础研究国家重点实验室,大连116023

6.中国科学院大连化学物理研究所催化基础研究国家重点实验室,大连116023

基金项目: 科技部科研项目(G1999022401) 中国科学院资助项目(59789201) 国家科技攻关项目(715-006-0122)

关键词：膜反应器 , 混合导体 , 氧分离 , 甲烷部分氧化

Comparative Study on Several Mixed Conducting Oxygen Permeable Membrane Reactors

用湿化学方法合成了SrCo0.5FeO3 25(SC5FO),Lao 15Sr0.85Ga0.3Fe0.7O3-δ(LSGFO)和Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCFO)三种透氧膜材料.采用H2-TPR、XRD和透氧测定,并结合膜反应等方法对它们的性质进行了比较研究.LSGFO与BSCFO具有较高的相结构稳定性,而SC5FO较差.LSGFO具有很高的抗还原能力,而BSCFO较差,但它具有优异的相结构可逆性.在air/He氧浓差梯度下,LSGFO和SC5FO导体膜的透氧量较低;BSCFO具有很高的氧渗透能力,850℃下,透氧量高达1.16[STP]mL/cm2@min.SC5FO膜反应器在POM反应开始不久,因为反应端膜表面的材料组成被反应气还原而出现严重的漏气现象,并最终导致实验失败.BSCFO与LSGFO膜反应器成功地应用到POM反应中,进行了长时间的稳定操作,稳态下透氧量分别高达11.5[STP]mL/cm2@min(875℃)与4.0[STP]mL/cm2@min(950℃).

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