论文部分内容阅读
该论文围绕SrFe<,1.5>O<,y>和SrCoO<,3-δ>基透氧膜材料的制备和氧输运性能展开了一系列研究工作.论文第一章简要介绍了混合导体透氧膜材料的基本概念、氧渗透原理、研究概况和最新进展,以及与之相关的基本结构模型.第二章介绍了论文中所采用的实验方法、原理和设备,包括氧渗透测量、碘滴定、电导率测试、O<,2>-TPD等.论文第三、四章关注具有层状共生结构的SrFe<,1.5-x>Co<,x>O<,y>体系.在第三章中研究了它的结构、相组成和电导率.由于热力学和动力学稳定性上的差异,SrFeCo<,0.5>O<,y>的相组成可通过不同制备方法和后期退火过程加以调控.由甘氨酸-硝酸盐法/GNP、溶胶-凝胶法和固相法得到的SrFeCo<,0.5>O<,y>分别为钙钛矿相和少量的尖晶石相、单一共生结构相和三相混合组成.钙钛矿相的氧渗透率超过共生相两个量级,它是多相组成的SrFeCo<,0.5>O<,y>体系具有高透氧量的根本原因所在.论文第五章关注一基础性的问题——brownmillerite结构型的SrCoO<,3-δ>中的氧空位有序—无序转变.SrFe<,1-b>Co<,b>O<,3-δ>体系具有突出的氧渗透率,但较差的化学稳定性和机械强度成为制约其工业化应用的瓶颈因素.在第六章中,提出一种新的透氧膜材料改性策略—在高透氧相中引入惰性第二相SrSnO<,3>或SrZrO<,3>,以改善其整体性,同时保持材料的高透氧性能.在第七章中,研究了在SrCoO<,3-δ>体系中Ge<4+>、Mo<6+>离子对Co的掺杂替代作用,结果表明,高价态、高配位数和强共价性的Ge、Mo掺杂可显著改善透氧膜的整体性.在论文第八章中研究了在brownmillerite结构型的SrCo<,0.5>Fe<,0.5>O<,3-δ>、SrCo<,0.89>Fe<,0.11>O<,3-δ>-SrSnO<,3>和SrCoO<,3-δ>-SrSnO<,3>体系中的氧嵌入过程及其对相结构的影响,利用K<,2>MnO<,4>或NaOCl作为化学法直接的氧化剂,或用恒电流电化学氧化法均可实现氧离子的嵌入反应.结果表明,随着氧含量的增加,体系由brownmillerite结构逐步转变为立方钙钛矿结构.