混合導電性セラミックスを用いた選択的酸素分離膜に関する研究

混合导电陶瓷选择性氧分离膜的研究

• 批准号: 01603537
• 负责人: 山添 のぼる
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01603537/
• 关键词: 混合導電体; ペロブスカイト型酸化物; 酸素透過膜; ガス分離

実用的で高性能なセラミック酸素分離膜を開発するには、多孔質支持体を用いてその上にできるだけ薄い酸素透過膜を形成する必要がある。本研究では、熱膨張係数の違いなどによる悪影響を避けるために薄膜と同じ組成のペロブスカイト型酸化物多孔質支持体の作製方法、および、その支持体上への緻密な薄・厚膜の作製方法について検討した。分離膜および基体材料には組成が少なく、しかも比較的酸素透過能も良い、La_<0.6>Sr_<0.4>CoO_Xを用いた。すでに、多孔質作製方法は、これまでに種々の検討を行っているが、粉体の粒径を制御する方法において、本酸化物では1400℃焼成粉体を44-74μmに分級したものを成形し、1400℃、1h焼成する方法により良好な支持体が比較的簡単に得られることがわかった。製膜方法には、ペ-スト塗布法、噴霧熱分解法、さらに、新しく酸処理方法が有効であることを見いだした。ペ-スト塗布法では、ペロブスカイト型酸化物粉末をPVAと水でよく練ったペ-ストを基体に塗布後、1300℃1h焼成することにより約20μmの緻密な厚膜を作製できることがわかった。ただし、圧膜と基体との間に空隙が生じて密着性は良くなかった。ところが、圧膜作製時に基体表面を硝酸水溶液で処理することにより、密着性は飛躍的に向上することを見いだした。また、酸処理を行ってもXRD,XPSにより組成に大きな変化は見られず、接合界面の密着性を向上させる新しい方法でとして注目される。一方、噴霧熱分解法では硝酸塩または塩化物のアルコ-ル溶液を基盤に約350℃で噴霧後、1300℃で2h焼成することを数回繰り返すことにより約20μmの厚膜が得られることがわかった。本方法でもサイクルの途中で酸処理を導入することにより密着性が向上した。

Be with で high-performance な セ ラ ミ ッ ク acid element separation membrane を open 発 す る に は, porous support body を い て そ の on に で き る だ け thin い を acid element through the membrane formation す る necessary が あ る. This study で は, thermal expansion coefficient of の violations い な ど に よ る 悪 influence を avoid け る た め と に film with an じ の ペ ロ ブ ス カ イ ト type acidification method the porous support body の cropping, お よ び, そ の support on へ の method the dense な thin, thick film の cropping に つ い て beg し 検 た. Separation membrane お よ び に substrate material of は が less な く, し か も comparison of acid can through good も い, La_ < 0.6 > Sr_ < 0.4 > CoO_X を with い た. す で に, は porous cropping method, こ れ ま で に kind 々 の 検 line for を っ て い る の が, powder particle size を suppression す る method に お い て, this acidification で は 1400 ℃ 焼 into powder を 44-74 microns に grading し た も の を forming し, 1400 ℃, 1 h 焼 into す る method に よ り good な support body が compare Jane 単 に must ら れ る こ と が Youdaoplaceholder0 った. The membrane method に は, ペ ス ト coating method, spray pyrolysis method, さ ら に, new し く acid が 処 principle method have sharper で あ る こ と を see い だ し た. ペ - ス ト coating method で は, ペ ロ ブ ス カ イ ト acidification content type powder を PVA と water で よ く practice っ た ペ - ス ト に を substrates coated, 1300 ℃ after 1 h 焼 into す る こ と に よ り approximately 20 microns の dense な thick film を cropping で き る こ と が わ か っ た. The に gap が between the ただ ただ and the と substrate of the pressed film と <s:1> has じて good じて adhesion くな った った. と こ ろ が, 圧 film as に substrate surface を nitric acid aqueous solution で 処 Richard す る こ と に よ り, indiscrete に は jump up す る こ と を see い だ し た. ま た line, acid 処 を っ て も XRD, XPS に よ り grand き に な variations change は see ら れ ず, joint interface の indiscrete sex を upward さ せ る new し い method で と し て attention さ れ る. Party, spray pyrolysis method で は nitric acid salt ま た は salt compound の ア ル コ - を base plate に ル solution about 350 ℃, 1300 ℃ after で spray で 2 h 焼 into す る こ と を number back Qiao り return す こ と に よ り approximately 20 microns の thick film が must ら れ る こ と が わ か っ た. In this method, で で サ サ サ サ サ た た で treatment を is introduced into する する とによ とによ <s:1> adhesion が is raised to た た.

项目成果

Y.Teraoka: "Development of Oxygen Semipermeable Membrane Using Mixed Conductive Perovskite-type Oxides(Part 1)-Preparation of Porous Sintered Discs of Perovskite-Type Oxide-" J.Ceram.Soc.Jpn.Inter.Ed.97. 458-462 (1989)

Y.Teraoka：“使用混合导电钙钛矿型氧化物开发氧半透膜（第 1 部分）-钙钛矿型氧化物多孔烧结盘的制备-”J.Ceram.Soc.Jpn.Inter.Ed.97。

H.M.Zhang: "Effects of B Site Partial Substitutions of Perovskite-Type La_<0.6>Sr_<0.4>CoO_3 on Oxygen Desorption" J.Mat.Sci.Lett.8. 995-996 (1989)

H.M.Zhang：“钙钛矿型La_<0.6>Sr_<0.4>CoO_3 B位部分取代对氧解吸的影响”J.Mat.Sci.Lett.8。

Y.Teraoka: "Development of Oxygen Semipermeable Membrane Using Mixed Conductive Perovskite-type Oxides(Part 2)-Preparation of Dense Film of Perovskite-type Oxide on Porous Substrate-" J.Ceram.Soc.Jpn.Inter.Ed.97. 523-529 (1989)

Y.Teraoka：“使用混合导电钙钛矿型氧化物开发氧半透膜（第 2 部分）-在多孔基板上制备钙钛矿型氧化物致密膜-”J.Ceram.Soc.Jpn.Inter.Ed.97。

寺岡靖剛: "混合導電性ペロブスカイト型酸化物を用いる酸素選択透過膜の開発(第1報)-ペロブスカイト型酸化物多孔性支持体の作製-" セラミックス論文誌. 97. 467-472 (1989)

Yasutaka Teraoka：“使用混合导电钙钛矿氧化物开发氧选择性渗透膜（第一次报告）-钙钛矿氧化物多孔载体的制备”陶瓷杂志 97. 467-472 (1989)。

寺岡靖剛: "混合導電性ペロブスカイト型酸化物を用いる酸素選択透過膜の開発(第2報)-多孔性支持体上へのペロブスカイト型酸化物膜の作製-" セラミックス論文誌. 97. 533-538 (1989)

Yasutake Teraoka：“使用混合导电钙钛矿氧化物开发选择性渗透氧膜（第二次报告） - 在多孔载体上制备钙钛矿氧化物膜”《陶瓷杂志》97. 533-538 (1989)。