Investigation of Zr-doped BSCF perovskite membrane for oxygen separation in the intermediate temperature range
Investigation of Zr-doped BSCF perovskite membrane for oxygen separation in the intermediate temperature range
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Zr掺杂BSCF钙钛矿膜在中温范围内分离氧气的研究
DOI：
10.1016/j.jssc.2013.02.023
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发表时间：
2013
影响因子：
3.3
通讯作者：
Armin Feldhoff
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Olga Ravkina;Tobias Klande;Armin Feldhoff
采用溶胶-凝胶法合成了(Ba0.5Sr0.5)(Co0.8Fe0.2)1−zZrzO3−δ(z=0、0.01、0.03、0.05、0.07和0.09)系列。发现锆含量高达3mol%的材料是单相的。进一步增加会导致混合 (Ba,Sr)ZrO3 副相的形成，该副相沿晶界和晶粒中被发现。随着锆含量的增加，氧渗透通量显着降低。通过长期透氧实验和X射线衍射研究了锆取代对长期相稳定性的影响。在 1023K 下 180 小时后发现 (Ba0.5Sr0.5)(Co0.8Fe0.2)0.97Zr0.03O3−δ 的氧通量略有稳定。然而，所有组合物的渗透通量均随着时间的推移而下降，但纯BSCF膜在运行180小时后表现出最强的下降。发现立方钙钛矿相的分解产物是六方晶系Ba0.5±xSr0.5±xCoO3和菱面体Ba1−xSrxCo2−yFeyO5−δ。
The series of (Ba0.5Sr0.5)(Co0.8Fe0.2)1−zZrzO3−δ(z=0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, and 0.09) was synthesized by a sol–gel method. The materials with a zirconium content up to 3mol% were found to be single phase. Further increase results in formation of a mixed (Ba,Sr)ZrO3by-phase, which was found along the grain boundaries and in the grains. With increasing zirconium content the oxygen permeation flux decreases considerably. The effect of the zirconium substitution on the long-term phase stability was investigated by long-term oxygen permeation experiments and X-ray diffraction. A slight stabilization of the oxygen flux of (Ba0.5Sr0.5)(Co0.8Fe0.2)0.97Zr0.03O3−δwas found after 180h at 1023K. However, all compositions show a decrease in permeation flux with time, but the pure BSCF membrane exhibited the strongest drop after 180h of operation. The decomposition products of the cubic perovskite phase were found to be a hexagonal Ba0.5±xSr0.5±xCoO3and a rhombohedral Ba1−xSrxCo2−yFeyO5−δ.
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