专利名称：用于氧分离的用La<sub>0.6</sub>Sr<sub>0.4</sub>Ti<sub>0.3</sub>Fe<sub>0.7</sub>O<sub>3-δ</sub>涂覆的Ba<sub>0.5</sub>Sr<sub>0.5</sub>Co<sub>0.8</sub>Fe<sub>0.2</sub>O<sub>3-δ</sub>膜及其制 ...的制作方法
用于氧分离的用Laa6Sra4Tia3Fea7CVii涂覆的 Ba0 5Sr0.5Co0.8Fe0.203_δ 膜及其制备方法发明背景发明领域本 发明涉及用于氧分离的钙钛矿型混合传导膜及其制备方法，更具体涉及用于氧分离的用 La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.703-5 (LSTF-6437)涂覆的 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.203-s (BSCF-5582)膜和制备用于氧分离的膜的方法，其中用组成为Laa6Sra4Tia3Fea7CVs (LSTF-6437)的膜涂覆组成为Baa5Sra5C0a8Fea2CVs (BSCF-5582)的膜，由此该用于氧分离的膜具有改善的氧渗透特性和改善的对二氧化碳的阻隔。现有技术描述近来，离子传导膜由于它们氧分离的性质而受到关注。特别地，致密陶瓷膜具有将氧从包含氧的混合气体中分离出来的优异性能，因此能够被用于广泛的领域和工业，包括钢铁工业、合成气生产、氧燃烧方法和二氧化碳捕集方法。如本领域已知的，氧燃烧技术是在氧燃烧后用于分离并捕集二氧化碳的典型二氧化碳捕集技术。当将高于95%的纯氧供给至锅炉时，仅用氧使锅炉中的燃料燃烧，从而能够容易地使高浓度二氧化碳分离出来而不需要诸如吸收胺的用于分离的分离方法。然而，如果使用大气而不使用从其中分离氧的任何处理，则其将不会受到空气中二氧化碳的影响。为了在氧分离方法中使用陶瓷膜，应确保膜在高温下在二氧化碳气氛中的稳定性。能够通过调节诸如膜的组成或厚度、方法条件等许多参数来改善陶瓷膜的氧渗透特性。 在这样的性质中，膜的材料和组成对于在方法条件下获得足够的氧流速和膜稳定性是重要因素。迄今为止，由于致密膜的高氧渗透通量，对于透过钙钛矿型致密膜的氧渗透的许多研究已经集中在掺杂锶的(LaSr) (CoFe)O3^5和(BaSr) (CoFe)O3^5上。已经通过将BSCF-5582粉末置于不锈钢模具中并采用单轴压制使粉末形成圆盘状制备出了钙钛矿型Baa5Sra5C0a8Fea2CVs (下文称为‘BSCF-5582’ )膜。
图1显示作为烧结温度的函数的现有技术BSCF-5582膜的X-射线衍射(XRD)分析结果。参见图1，在1100°C的烧结温度下BSCF-5582膜显示出对应于单相钙钛矿结构的峰，但当将其在900°C烧结时，未显示钙钛矿结构的峰，并且出现碳酸盐的峰。因此，在现有技术中，通过将BSCF-5582前体粉末煅烧，将煅烧的粉末单轴压制成圆盘状并在1100°C下将圆盘状材料烧结来获得平膜。图2显示在变化的温度下，现有BSCF-5582膜的氧渗透试验结果。使用1. Omm厚的膜进行试验，并将氧分压为0.21大气压的不含二氧化碳(CO2)的合成气(氮和氧79 21 的混合物)作为原料气供给至膜。通过20ml/min的氦气(吹扫气)将渗透通过膜的氧转移至气相色谱(GC)以测量作为温度函数的膜的氧渗透通量。在图2中能够看出，现有BSCF-5582膜的氧渗透通量随着温度升高而增加，但该增量随着温度升高而逐渐降低。图3显示现有BSCF-5582膜的氧渗透试验结果，其中在将包含二氧化碳(CO2)的合成气供给至膜的同时进行试验。在该试验中，分别将包含二氧化碳(CO2)的浓度为300ppm、 500ppm和700ppm的每种原料气供给至膜，并且除了原料气的组成以外，其试验条件与图2 中所述的试验条件相同。即使用1. Omm厚的膜进行试验，原料气的氧分压为0. 21大气压， 通过20ml/min的氦气(吹扫气)将渗透通过膜的氧转移至气相色谱(GC)以测量作为温度函数的膜的氧渗透通量。如图3所示，当原料气中的二氧化碳(CO2)浓度为300ppm和700ppm时，在950°C 下膜的氧渗透通量分别为0. 83ml/min · cm2和0. 80ml/min · cm2。同时，在850°C或低于 850°C的温度下，以300ppm > 700ppm > 500ppm的顺序氧渗透通量更高，并且在900°C或高于900°C的温度下，以300ppm > 500ppm > 700ppm的顺序氧渗透通量更高，这表明膜的氧渗透通量随着原料气中二氧化碳(CO2)浓度的降低而增加。原料气的二氧化碳(CO2)浓度之间膜氧渗透通量的差别随着温度的升高而降低，并且在950°C下，300ppm和700ppm之间氧渗透通量的差别仅为0. 03ml/min · cm2。
当将图2显示的结果与图3中显示的结果进行比较时，能够看到如果原料气中二氧化碳(CO2)的浓度为300ppm至700ppm，膜的氧渗透通量降低约58%。图4显示与包含二氧化碳(CO2)的原料气接触的BSCF-5582膜表面的能量分散X 射线光谱(EDS)结果，其中将氧从原料气中分离之后进行EDS。如图4所示，氧渗透试验后，碳存在于膜的表面。在膜表面发现的碳表明在渗透试验过程中，膜表面与原料气的二氧化碳(CO2)反应以产生杂质而不产生钙钛矿结构。图5显示在1100°C将膜烧结后以及将在1100°C烧结的膜于950°C保持在二氧化碳 (CO2)气氛中168小时后，立即进行XRD分析的结果。从图5中能够看出，烧结后立即进行试验的膜显示出单相钙钛矿峰，但在二氧化碳(CO2)气氛中保持168小时的膜没有保持钙钛矿结构，并且在于二氧化碳(CO2)气氛中保持168小时的膜上出现了碳酸盐的峰。在长期试验后，与碳酸锶(SrCO3)的标准峰 (05-0418)相比，BSCF-5582膜的XRD峰前移约0. 7°，但XRD峰的形状和强度与标准峰的形状和强度一致，这表明XRD峰一定为碳酸盐的峰。这样的结果表明原料气的二氧化碳(CO2)与膜中的锶反应形成了如碳酸锶 (SrCO3)的碳酸盐。在膜上形成的碳酸盐不仅降低了膜的氧渗透通量，而且使膜的晶体结构与钙钛矿结构不同，从而降低了通过膜的氧渗透。因此，现有BSCF-5582膜的问题在于其不适用于从包含约300ppm 二氧化碳的大气
中直接分离氧。为了解决这个问题，能够使用用于除去二氧化碳的预处理方法，但这增加了方法成本和氧分离成本。发明概述因此，鉴于现有技术中存在的问题作出了本发明，并且本发明的目的是提供用于氧分离的用Laa6Sra4Tia3Fea7CVs (下文称为‘LSTF-6437，)涂覆的BSCF-5582膜和制备用于氧分离的膜的方法，其中用LSTF-6437涂覆BSCF-5582膜的表面，由此在高温CO2气氛中用于氧膜的膜具有优异的氧分离特性和优异的相稳定性。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜，其中用LSTF-6437涂覆BSCF-5582膜的表面。根据本发明的另 一方面，提供制备用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582 膜的方法，该方法包括以下步骤(a)制备BSCF-5582粉末和LSTF-6437粉末；(b)由 BSCF-5582粉末制备BSCF-5582膜；(c)使用LSTF-6437粉末制备LSTF-6437涂覆溶液；(d) 用LSTF-6437涂覆溶液涂覆BSCF-5582膜表面；以及(e)将用LSTF-6437涂覆溶液涂覆的 BSCF-5582膜干燥并烧结。附图简述从以下详细描述并结合附图将更清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征和优势，其中图1示出作为烧结温度的函数的现有技术BSCF-5582膜的X-射线衍射(XRD)分析结果；图2示出在变化的温度下，现有BSCF-5582膜的氧渗透试验结果；图3示出现有BSCF-5582膜的氧渗透试验结果，其中在将包含二氧化碳(CO2)的混合气体供给至膜的同时进行试验；图4示出与包含二氧化碳(CO2)的原料气接触的BSCF-5582膜表面的能量分散X 射线光谱(EDS)结果，其中将氧从原料气中分离之后进行试验；图5示出在1100°C将膜烧结后和在950°C将在1100°C烧结的膜保持在二氧化碳 (CO2)气氛中168小时后，立即进行XRD分析的结果；图6至9为基于BSCF-5582膜表面用 LSTF-6437涂覆溶液涂覆的数量和速率而形成的涂层的表面和横截面的扫描电镜(SEM)照片；图10示出本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的LSTF-6437 涂覆侧面和BSCF-5582侧面的XRD分析结果；图11示出本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的氧渗透通量的测量结果；图12示出本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的长期氧渗透通量的测量结果；图13示出对本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜进行长期渗透试验后，进行的XRD分析结果；以及图14为显示本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的制备方法的方法流程图。发明详述本发明的关键之处在于将具有高氧渗透通量但在二氧化碳气氛中显示出差的长期相稳定性的BSCF-5582膜的表面用LSTF-6437溶液涂覆，从而抑制了在氧渗透过程中由二氧化碳引起的杂质的产生以避免膜氧渗透通量的降低，并且还增加了用于膜氧渗透的比表面积，从而与现有的BSCF-5582膜的氧渗透通量相比，增加了氧渗透通量。 在下文中，将描述用LSTF-6437涂覆溶液涂覆的BSCF-5582膜的性质和用 LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的制备方法。 图6至9为基于BSCF-5582膜表面用LSTF-6437涂覆溶液涂覆的数量和速率而形成的涂层的表面和横截面的扫描电镜(SEM)照片。将BSCF-5582膜浸入在LSTF-6437涂覆溶液中，然后以3Cm/min、6Cm/min和9cm/min的速率从LSTF-6437涂覆溶液中取出，用 LSTF-6437涂覆溶液对BSCF-5582膜进行涂覆一次或两次。图7和8显示用LSTF-6437涂覆溶液分别以6cm/min和9cm/min的速率涂覆BSCF-5582膜一次而形成的涂层的表面和横截面，并且图9显示用LSTF-6437涂覆溶液以3cm/min的速率涂覆BSCF-5582膜两次而形成的涂层的表面和横截面。如图6 加而增加。当用LSTF-6437涂覆溶液以3cm/min的速率涂覆BSCF-5582膜一次时所获得的致密表面(图6)在第二次涂覆后发生开裂(图9)。能够通过在膜横截面中孔的存在将 BSCF-5582膜层和LSTF-6437涂层彼此区分。在所有的试验条件下，未在从膜表面至特定深度的部分中观察到孔，但在涂层下的BSCF-5582层的横截面中观察到孔。涂层厚度随着涂覆速率的增加而略微增加。对通过用LSTF-6437涂覆溶液以3cm/min的速率涂覆BSCF-5582膜一次或两次所获得的膜样品 (图6和9)而言，涂层的表面相对均勻，但对以6cm/min或9cm/min的增加的涂覆速率所获得的膜样品(图7和8)而言，涂覆层的表面略微不均勻。这些结果是由于在从涂覆溶液中回收样品的过程中，当涂覆至膜样品表面的涂覆溶液流下时，涂覆溶液的溶剂迅速蒸发，并因此使涂覆至表面的涂覆溶液暴露于空气中，由此改变了涂覆至BSCF-5582膜表面的涂层厚度。如果从涂覆溶液中缓慢取出膜样品，则涂覆至样品的涂覆溶液将充分地流下而减小涂层的厚度，然而，如果从涂覆溶液中迅速取出样品，则当涂覆溶液流下时，涂覆溶液的溶剂将蒸发，因此涂覆层的厚度将略微增加。此外， 在后一情况中，当涂覆溶液流下时，涂覆至膜样品表面的涂覆溶液将变硬。图10显示本发明用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的LSTF-6437涂覆侧面和 BSCF-5582侧面的XRD分析结果。如从图10中能够看出，LSTF-6437涂覆侧面和BSCF-5582侧面均具有单相钙钛矿结构。图11显示本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的氧渗透通量的测量结果。采用通过用LSTF-6437以3cm/min的速率将1. Omm厚的BSCF-5582膜涂覆一次而获得的厚度为5 μ m或5 μ m以下的膜来进行测量氧渗透通量的试验，并且在试验中，将不含二氧化碳(CO2) (Oppm的CO2)以及二氧化碳(CO2)浓度分别为300ppm和500ppm的并且氧分压为0. 21大气压的每种合成气作为原料气供给至膜。而且，通过20ml/min的氦气(吹扫气)将渗透通过膜的氧转移至气相色谱(GC)以测量作为温度函数的膜的氧渗透通量。如从图11中能够看出，当原料气不含二氧化碳(CO2)时，在950°C下，用LSTF-6437 涂覆的BSCF-5582膜的氧渗透通量为约2. 43ml/min · cm2，其中该氧渗透通量值与没有用 LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的氧渗透通量(1. 4ml/min -cm2)(参见图2)差别很大。这是因为由于表面涂覆增加了用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的表面粗糙度和比表面积， 由此增加了用于膜氧渗透的横截面积。
如果原料气包含二氧化碳(CO2)，则表面没有用LSTF-6437涂覆溶液涂覆的 BSCF-5582膜的氧渗透通量显著降低，并且在膜表面上形成了诸如碳酸锶(SrCO3)的碳酸盐。然而，如果原料气包含浓度为300ppm或500ppm的二氧化碳(CO2)时，则表面已经用LSTF-6437涂覆溶液涂覆的BSCF-5582膜的氧渗透通量将保持在与不含二氧化碳(CO2) (图11中为Oppm)的原料气情况下的氧渗透通量相似的水平。也就是说，在使用具有不同二氧化碳(CO2)浓度的原料气的所有三种情况中，在 950°C下，膜显示出的氧渗透通量为2. 43ml/min · cm2至2. 47ml/min · cm2。图12显示本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的长期氧渗透
通量测量结果。在测量长期氧渗透通量的试验中，将用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜在850°C 下保持50小时，同时使用合成气来测量膜的氧渗透通量，该合成气包含500ppm的二氧化碳 (CO2)并且氧分压为0. 21大气压。通过氦气(吹扫气)将渗透通过膜的氧转移至气相色谱 (GC)以测量膜的氧渗透通量。如图12所示，将本发明的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的氧渗透通量保持在恒定值，并且与在850°C供给的不含二氧化碳(CO2)的原料气的情况下所获得的氧渗透通量 (图11中在850°C和CO2为Oppm条件下的氧渗透通量)没有差别。这样的结果表明，如果用LSTF-6437涂覆BSCF-5582膜的表面，则将保持膜的氧渗透通量而不受二氧化碳(CO2)的影响。图13显示对本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜进行长期渗透试验后，进行的XRD分析的结果。具体来说，图13显示在各种二氧化碳(CO2)浓度下已经对用LSTF-6437涂覆的 BSCF-5582膜进行氧渗透试验后以及已经在850°C下使用包含500ppm 二氧化碳(CO2)的原料气对膜进行长期氧渗透试验50小时或更长时间后，进行XRD分析的结果。如从图13和11中能够看出，氧渗透试验后，检测到诸如二氧化钛(TiO2)和碳酸锶 (SrCO3)的某些峰而没有检测到钙钛矿峰，但LSTF-6437涂覆侧面和其相对BSCF-5582侧面均保持钙钛矿结构，并且膜氧渗透通量还与在不供给二氧化碳(CO2)情况下的氧渗透通量 (图11中Oppm CO2的条件下的氧渗透通量)无显著差别。此外，能够看出与如图2所示的未涂覆的BSCF-5582膜的氧渗透通量相比，在 950°C下用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的氧渗透通量增加73%至76%。如上所述，本发明用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的优势在于，由于用 LSTF-6437涂覆BSCF-5582膜，则能够抑制由二氧化碳(CO2)引起的杂质的产生以避免膜氧渗透通量的降低，并且还能够增加用于膜氧渗透的横截面积以增加膜的氧渗透通量。图14为显示本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的制备方法的方法流程图。如图14所示，制备用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的方法包括粉末制备步骤 (S100)、膜的制备步骤(S200)、涂覆溶液的制备步骤(S300)、涂覆步骤(S400)和干燥及烧结步骤(S500)。在粉末制备步骤(S100)中，通过聚合络合法来制备BSCF-5582粉末和LSTF-6437粉末。使用Ba (NO3)2 (98. 5 %, Junsei, Japan), Sr (NO3)2 (99 %, Aldrich, USA), Co (NO3)2 ·6Η20(98%, Aldrich, USA)和 Fe(NO3)3 · 9H20(99%, Aldrich, USA)作为起始材料来制备BSCF-5582 粉末，并使用 La(NO3)2 (98. 99%，Aldrich,USA)、Sr (NO3)2(99%,Aldrich, USA)、Ti [OCH (CH3) 2]4 (97% ,Aldrich，USA)和 Fe(NO3)3 · 9H20 (99%, Aldrich, USA)作为起始材料来制备LSTF-6437粉末。将起始材料按化学计量比称重并于80°C的磁力搅拌下，与柠檬酸溶液(其量相当于6倍的金属离子摩尔数；纯度为99. 5%,SAMCHUN, Korea) 一起溶解在乙二醇(其量相当于40倍的金属离子的摩尔数；纯度为99. 5%，DC ch emical, Korea)中。将每一所得溶液在130°C下加热约2小时，从而发生酯化反应。然后，将每一溶液加热至200°C并浓缩以形成黑色凝胶。接着，将浓缩的黑色凝胶在450°C下热解，由此获得黑色BSCF-5582前体粉末和黑色LSTF-6437前体粉末。将BSCF-5582前体粉末和LSTF-6437 前体粉末分别在1000°C和800°C下煅烧，从而获得BSCF-5582粉末和LSTF-6437粉末。在膜的制备步骤(S200)中，将钙钛矿结构的BSCF-5582粉末置于直径20mm的不锈钢模具中并用压力为9吨的单轴压制来形成圆盘状膜。在空气气氛中将形成的膜在 iioo°c下烧结2小时。然后优选地，用抛光器将烧结膜的表面抛光以使表面均勻并调节膜的厚度至1. 0mm。在涂覆溶液的制备步骤(S300)中，通过球磨将在8001煅烧的20衬％至40衬％的 LSTF-6437粉末，55衬％至75wt%的有机溶剂，的分散剂和的增塑剂相互混合 24小时，然后加入2wt%的粘合剂和的增塑剂。之后，将混合物进一步球磨1小时，由此制备LSTF-6437涂覆溶液。如该步骤中的有机溶剂，优选使用甲苯(纯度为99.0%)和异丙醇(纯度为99.0% )的混合溶剂，以及如分散剂，优选使用诸如鱼油(Sigma，USA)或曲拉通 x-100 (Triton χ-100) (SAMCHUN, Korea)的相容的分散剂。此外，如增塑剂，优选使用邻苯二甲酸二丁酯(纯度为99.0%)，以及如粘合剂，优选使用聚(乙烯醇缩丁醛-共-乙烯醇-共-乙酸乙烯酯)(polyvinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl aceate))(Aldrich，USA) 0同时，能够通过将室温干燥的涂覆溶液进行热解重量分析(TGA，Thermal Analyzer-SDT600, TA instrument, USA)来确定涂覆后用于烧结膜的条件。在涂覆步骤(S400)中，将在1100°C下烧结的BSCF-5582膜浸入在LSTF-6437涂覆溶液中，然后以3cm/min至9cm/min的速率从涂覆溶液中取出，由此将BSCF-5582膜的表面用LSTF-6437浸涂。由于LSTF-6437膜自身的氧渗透通量为非常低的0. 13ml/min ·αιι2，优选地，LSTF-6437涂层的厚度尽可能的薄。因此，为了降低LSTF-6437的涂覆厚度，优选降低BSCF-5582膜浸入后从涂覆溶液中取出的速率。在干燥和烧结步骤(S500)中，将表面用LSTF-6437涂覆溶液涂覆的BSCF-5582膜在室温下干燥约1小时，然后优选地，在根据涂覆溶液热解重量分析的结果而确定的烧结条件下使膜烧结。这里，烧结方法必须在BSCF-5582膜既不熔融也不收缩的条件下进行。 BSCF-5582膜在1225°C下熔融，但是如果在高于1100°C的温度下将其烧结，则该膜将部分熔融并开始收缩。如果BSCF-5582膜开始收缩，则应力将作用在涂覆至BSCF-5582膜表面的LSTF-6437层上而引起开裂。因此，为了避免BSCF-5582膜收缩，烧结方法优选在约1100°C 的BSCF-5582膜烧结温度下进行。然而，由于存在于已涂覆的LSTF-6437层中的有机溶剂、 粘合剂、增塑剂等分解的反应是放热反应，因此也能够使烧结温度局部升高至高于1100°C 的温度。因此，烧结方法更优选在1080°C至iioo°c的温度下进行。如上所述，本发明用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的优势在于由于用 LSTF-6437涂覆溶液涂覆BSCF-5582膜表面，在氧渗透过程中能够抑制由二氧化碳(CO2)引起的杂质的产生以避免膜氧渗透通量的降低，并且还能够增加用于膜氧渗透的比表面积， 从而与现有的BSCF-5582膜的氧渗透通量相比，增加该膜的氧渗透通量。尽管参照 示例性附图和实例已经描述了本发明用于氧分离的用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜及其制备方法，但是应当理解的是该描述仅针对本发明最优选实施方案而并非旨在限制本发明的范围。此外，本领域技术人员应当理解进行各种修改、添加和替换是可能的，而并没有背离权利要求中所公开的本发明范围和精神。
权利要求
1.用于氧分离的用 Laa6Sra4Tia3Fea7O3-s (LSTF-6437)涂覆的 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.203_5 ( BSCF-5582)膜，其中用组成为 Laa6Sra4Tia3Fea7CVs 的膜涂覆组成为 Baa5Sra5Coa8Fea2CVs 的膜的表面。
2.如权利要求1所述的膜，其为平圆盘状。
3.制备用于氧分离的用Baa5Sra5Coa8Fea2CVs (LSTF-6437)涂覆的 Batl.5SrQ.5CoQ.8Fe。.20 3-δ (BSCF-5582)膜的方法，所述方法包括以下步骤(a)制备BSCF-5582 粉末和 LSTF-6437 粉末；(b)使用所述BSCF-5582粉末制备BSCF-5582膜；(c)使用所述LSTF-6437粉末制备LSTF-6437涂覆溶液；(d)用所述LSTF-6437涂覆溶液涂覆所述BSCF-5582膜的表面；以及(e)将用所述LSTF-6437涂覆溶液涂覆的所述BSCF-5582膜干燥并烧结。
4.如权利要求3所述的方法，其中制备所述粉末的步骤(a)为通过聚合络合法制备所述BSCF-5582粉末和所述LSTF-6437粉末的步骤。
5.如权利要求3所述的方法，其中制备所述BSCF-5582膜的步骤(b)通过将所述 BSCF-5582粉末压制以制备平圆盘状膜来进行。
6.如权利要求3所述的方法，其中制备所述LSTF-6437涂覆溶液的步骤(c)包括 将所述LSTF-6437粉末与有机溶剂、分散剂和增塑剂混合以获得混合物的第一球磨步骤·’以及将粘合剂和增塑剂加入至所述混合物中并与所述混合物混合的第二球磨步骤。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述有机溶剂为甲苯和异丙醇的混合溶剂，所述分散剂为相容的分散剂，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，以及所述粘合剂为聚(乙烯醇缩丁醛-共-乙烯醇-共-乙酸乙烯酯)。
8.如权利要求6所述的方法，其中通过将20衬％至40wt%的所述LSTF-6437粉末与 55wt %至75wt %的所述有机溶剂、Iwt %的所述分散剂和Iwt %的所述增塑剂混合并将所述混合物球磨24小时来进行所述第一球磨步骤，以及通过将2衬％的所述粘合剂和的所述增塑剂加入至从所述第一球磨步骤获得的所述混合物中并将所得到的混合物球磨1 小时来进行所述第二球磨步骤。
9.如权利要求3所述的方法，其中用所述LSTF-6437涂覆溶液涂覆所述BSCF-5582膜所述表面的步骤(d)通过将所述BSCF-5582膜浸入在所述LSTF-6437涂覆溶液中，然后将所述BSCF-5582膜从LSTF-6437涂覆溶液中取出来进行。
10.如权利要求9所述的方法，其中将所述BSCF-5582膜以3cm/min至9cm/min的速率从所述LSTF-6437涂覆溶液中取出。
11.如权利要求3所述的方法，其中用所述LSTF-6437涂覆溶液涂覆的所述BSCF-5582 膜的干燥及烧结步骤(e)包括在1080°C至1100°C的温度下将所述LSTF-6437涂覆的 BSCF-5582 膜烧结。
全文摘要
本发明公开了用于氧分离的钙钛矿型混合传导膜及其制备方法，更具体地，本发明公开了用于氧分离的用La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ(LSTF-6437)涂覆的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF-5582)膜和制备用于氧分离的膜的方法，其中用组成为La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ(LSTF-6437)的膜涂覆组成为Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF-5582)的膜，由此该用于氧分离的膜具有改善的氧渗透特性和改善的对二氧化碳的阻隔。用LSTF-6437涂覆的BSCF-5582膜的优势在于由于用LSTF-6437涂覆溶液涂覆BSCF-5582膜，则能够抑制氧渗透过程中由二氧化碳(CO2)引起的杂质的产生以避免膜氧渗透通量的降低，并且还能够增加用于膜氧渗透的比表面积以增加膜的氧渗透通量。
文档编号B01D71/02GK102240508SQ201010251190
公开日2011年11月16日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年5月14日
发明者南盛讚, 孙修焕, 尹汝一, 崔秀贤, 朴尚道, 朴正勋, 白一铉 申请人:韩国energy技术研究院