基于同位素脉冲交换法的Ce0.8Sm0.2O2-δ-SrCo0.9Nb0.1O3-δ材料表面交换速率测定文献综述

文献综述

混合导体透氧膜由于其同时具有氧离子导电性和电子导电性，此类膜不需要外加电路就可以实现连续的氧传递过程，并且混合导体透氧膜以晶格振动的形式对氧进行传导，理论上对氧的选择性为100%。

[1]正是由于其优良的电子和离子传导能力，使其在氧分离过程[2]、膜反应器[3]以及固体氧化物燃料电池[4]等领域展现出优良的性能，在解决世界能源环境危机等方面为世界各国科学家们提供了良好的研究思路，展现出了光明前景。

优异的氧渗透性能和在低氧或还原气氛下的结构稳定性是混合导体氧渗透膜满足工业应用的基本前提。

混合导体氧渗透膜的研究经历了从荧石型(Fluorite-type)氧化物到钙钛矿(Perovskite)氧化物的过程，研究发现萤石型氧化物膜材料的电子传导能力虽然得到改善，但是其混合传导能力仍然略有不足，在氧气分离方面仍然有一定的缺陷，通常与晶格缺陷[4]有关。

相较于萤石型氧化物材料，钙钛矿型(ABO3)氧化物则在特定领域下的膜反应器过程应用中展现出优势。

钙钛矿型混合导体透氧膜材料的氧渗透过程主要有以下几个步骤：(1)高氧分压侧的气相氧扩散至膜表面；(2)氧分子物理吸附在膜表面；(3)氧分子在膜表面解离形成化学吸附氧；(4)吸附氧进入膜表面的晶格氧空位；(5)在氧空位梯度下，产生定向晶格氧空位扩散；(6)晶格氧从另一侧膜表面脱离形成化学吸附氧；(7)化学吸附氧释放电子形成氧分子从膜表面脱附；(8)氧分子从膜表面扩散至低氧分压气相主体。

以上步骤可以分为表面交换和主题扩散两个过程。

而膜的氧传输速率可能受表面交换或主题扩散控制，也可能两者同时控制。

Sherman J等[5]对[La1-xAx] [Co0.2Fe0.8] O3-delta; (x = 0.4, 0.6 for A = Sr; = 0.8 for A = Ba)离子导电性钙钛矿形式的催化膜进行研究表明氧通量不受扩散的限制，而是受膜氧贫侧表面交换率的限制。