[發(fā)明專利]一種陰離子摻雜的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體透氫膜材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710208111.5
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106925136B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海輝;陳莉;薛健
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D67/00;B01D53/22;C01B3/50
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 何淑珍<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

1.一種陰離子摻雜的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體透氫膜材料，其特征在于，該材料的化學(xué)通式為：ACe_1-bB_bO_3-δ-c/2X_c，其中，A為元素Ca、Sr和Ba中的至少一種；B為過渡元素Fe、Co、Ni、Nd、Tm、Y、Yb和Zr中的至少一種；X為鹵族元素F、Cl、Br和I中的一種；δ為非化學(xué)計量比，0≤δ≤1，0.1≤b≤0.9，0.5≤c≤1。

2.制備權(quán)利要求1所述的一種陰離子摻雜的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體透氫膜材料的方法，其特征在于，當(dāng)X為F時，采用固相反應(yīng)法，所述固相反應(yīng)法具體包括以下步驟：

（1）稱取AO或ACO₃、CeO₂、B₂O₃或BO、CeF₃，加入乙醇或丙酮，球磨5~30h；

（2）球磨結(jié)束后置于通風(fēng)櫥中自然干燥，干燥后再置于高溫馬弗爐中900~1200℃焙燒，焙燒結(jié)束后再進(jìn)行研磨，即可得到成相粉體；

（3）將步驟（2）所得的成相粉體放入不銹鋼模具中，施加20~25MPa壓力壓制成型，得到膜片生胚；

（4）將膜片生坯放入高溫馬弗爐中1300~1500℃燒結(jié)10~20h，即可得到陰離子摻雜的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體透氫膜材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述乙醇或丙酮的用量為10~30ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（2）所述焙燒時升降溫速率為1~2℃/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（4）所述燒結(jié)時升降溫速率為1~2℃/min。

6.制備權(quán)利要求1所述的一種陰離子摻雜的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體透氫膜材料的方法，其特征在于，當(dāng)X為Cl、Br或I時，采用EDTA-檸檬酸混合絡(luò)合法，所述EDTA-檸檬酸混合絡(luò)合法包括以下步驟：

（1）量取A²⁺、Ce⁴⁺、B²⁺或B³⁺、X^-的鹽溶液，混合均勻，得混合鹽溶液；

（2）向混合鹽溶液中加入EDTA與檸檬酸作為混合絡(luò)合劑，得混合液；其中EDTA、檸檬酸與混合鹽溶液中總金屬離子的物質(zhì)的量之比為（1~2）：（1~3）：（1~2）；

（3）在混合液中加入堿性非金屬化合物，調(diào)節(jié)混合液的pH值為7~9；

（4）將步驟（3）所得混合溶液在90~150℃下攪拌蒸發(fā)，得凝膠；

（5）將步驟（4）所得凝膠在300~600℃下焙燒得到前軀體粉體；

（6）將步驟（5）所得將前軀體粉體放入高溫馬弗爐中800~1100℃燒結(jié)5~10h，得成相粉體；

（7）將步驟（6）所得的成相粉體放入不銹鋼模具中，施加10~15MPa壓力壓制成型，得到膜片生胚；

（8）將膜片生坯放入高溫馬弗爐中1300~1500℃燒結(jié)10~20h，即可得到陰離子摻雜的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體透氫膜材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟（3）所述堿性非金屬化合物為氨水。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟（4）所述攪拌蒸發(fā)的時間為30~40h。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟（6）、步驟（8）所述燒結(jié)時升降溫速率為1~2℃/min。

10.權(quán)利要求1所述的一種陰離子摻雜的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體透氫膜材料應(yīng)用于從含氫混合氣中選擇分離氫氣或與脫氫反應(yīng)、加氫反應(yīng)耦合構(gòu)筑膜反應(yīng)器。