專利名稱：一種擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機(jī)膜材料及其制備方法，尤其涉及一種擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
混合導(dǎo)體致密膜由于在氣體分離和石油化工方面有著巨大的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為當(dāng)今材料和化工等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對于混合導(dǎo)體致密膜材料，提高膜的滲透通量、解決還原性氣氛下膜的穩(wěn)定性等問題是其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。但是，就混合導(dǎo)體致密膜目前的研究狀況來看，所開發(fā)的膜材料仍存在一個亟待解決的問題在一定的壓力梯度下材料的結(jié)構(gòu)和化學(xué)穩(wěn)定性。各國學(xué)者一致認(rèn)為降低膜層厚度不但可以提高膜的滲透通量，同時還能有效解決材料的穩(wěn)定性問題。但是，隨著膜厚的降低，膜的機(jī)械強(qiáng)度隨之降低，膜的工業(yè)應(yīng)用也成為困難。普遍認(rèn)為如果膜的厚度小于150μm，膜就需要支撐，以保證其足夠的機(jī)械強(qiáng)度。同時由于開發(fā)不同種材料(支撐體與膜層為不同種材料)的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜對拓寬膜的應(yīng)用場合、降低生產(chǎn)成本等具有顯著的意義，因此，不同種材料的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜的開發(fā)備受各國膜科研人員的關(guān)注。目前制備不同種材料的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜是在支撐體上涂敷混合導(dǎo)體材料的膜層，但是由于膜層材料和支撐體材料之間的熱膨脹性能不匹配，致使膜層與支撐體間的界面結(jié)合處容易產(chǎn)生剝離和分離層膜不致密等問題，因而此類膜難以制備且不具有實(shí)際應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提高混合導(dǎo)體致密膜的滲透通量、膜的結(jié)構(gòu)和化學(xué)穩(wěn)定性，解決膜層材料和支撐體材料之間的熱膨脹性能匹配，膜層與支撐體之間的界面結(jié)合以及分離層膜的致密性等問題，而提出了一種擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜。
本發(fā)明的目的另一個目的是提出一種制備上述擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜，是由支撐體和涂覆在支撐體上的混合導(dǎo)體材料膜組成，其特征在于支撐體中摻雜混合導(dǎo)體材料和/或膜層中摻雜支撐體材料。
其中所述的混合導(dǎo)體材料為離子電子混合導(dǎo)體材料或質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料；所述的離子電子混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型、類鈣鈦礦型、K2NiF4型、灰針鎳礦型及層狀復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)，質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型；所述的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體材料，其通式表示為A1-xA’xB1-y-zB’yB”zO3-δ，其中A、A’為La、Sr、Ba、Ca、Na、Nd、Sm、Nd中任意一種元素，B、B’、B”為Co、Fe、Mn、Cr、Ni、Cu、Ga、Mg、Ce、Pr、Th、In、V、Al、Zr中任意一種元素，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，δ是氧晶格缺陷數(shù)。
其中所述的支撐體材料為Al2O3、ZrO2、MgO、La2O3、TiO2或CeO2中的一種或幾種的復(fù)合材料。
本發(fā)明的另一個技術(shù)方案為提出了一種上述擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜的制備方法，其步驟包括A.選擇合適的混合導(dǎo)體材料并將其制成粉體；B.將質(zhì)量濃度為30～95％的支撐體材料、質(zhì)量濃度為0～40％的上述混合導(dǎo)體材料粉體、質(zhì)量濃度為5～20％的造孔添加劑和質(zhì)量濃度為0～10％的粘結(jié)劑混合均勻，或者是將質(zhì)量濃度為30～95％的支撐體材料與質(zhì)量濃度為0～40％的混合導(dǎo)體材料粉體經(jīng)過預(yù)先混合焙燒后，再與質(zhì)量濃度為5～20％的造孔添加劑及質(zhì)量濃度為0～10％的粘結(jié)劑進(jìn)行混合均勻，成型得支撐體；上述質(zhì)量濃度是以混合后支撐體總量的質(zhì)量為基準(zhǔn)計算而得；C.用機(jī)械球磨或超聲分散法，配置由質(zhì)量濃度為30～94％的溶劑、質(zhì)量濃度為5～40％的混合導(dǎo)體材料、質(zhì)量濃度為0～15％的支撐體材料、質(zhì)量濃度為1～15％的分散劑等組成的懸浮液；其中步驟B中混合導(dǎo)體材料的濃度和步驟C中支撐體材料的濃度不能同時為0；上述質(zhì)量濃度是以懸浮液總量的質(zhì)量為基準(zhǔn)計算而得；D.將步驟C中制得的懸浮液涂于步驟B中制得的支撐體上，制備一層混合導(dǎo)體材料的膜；E.將涂膜的支撐體干燥，焙燒，冷卻，制得擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜。
其中優(yōu)選步驟B中摻雜的混合導(dǎo)體材料粉體的質(zhì)量濃度為混合后支撐體總量的0.5％-40％；步驟C中摻雜的支撐體材料的質(zhì)量濃度占懸浮液總量的0.5％-15％。
其中上述的混合導(dǎo)體材料為離子電子混合導(dǎo)體材料或質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料；其中所述的離子電子混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型、類鈣鈦礦型、K2NiF4型、灰針鎳礦型及層狀復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)，質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型；所述的鈣鈦礦型混合導(dǎo)體材料，其通式表示為A1-xA’xB1-y-zB’yB”zO3-δ，其中A、A’為La、Sr、Ba、Ca、Na、Nd、Sm、Nd中任意一種元素，B、B’、B”為Co、Fe、Mn、Cr、Ni、Cu、Ga、Mg、Ce、Pr、Th、In、V、Al、Zr中任意一種元素，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤2≤1，δ是氧晶格缺陷數(shù)。
其中步驟B中支撐體材料為Al2O3、ZrO2、MgO、La2O3、TiO2或CeO2中的一種或幾種的復(fù)合材料；造孔添加劑為淀粉、石墨、甲基纖維素、活性炭或聚丙烯中的一種或幾種；粘結(jié)劑為聚乙烯醇、甲基纖維素或環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
其中步驟C中的溶劑為水、乙醇、異丙醇、正丁醇、二甲苯或正辛烷的一種或幾種的混合物；分散劑為丙三醇、吐溫-80、魚油、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸甘油酯或硝酸中的一種或幾種的混合物。
其中步驟A中粉體的制備方法為高溫固相反應(yīng)法、檸檬酸法、改進(jìn)檸檬酸法或改進(jìn)檸檬酸與EDTA聯(lián)合絡(luò)合法中的一種。步驟D中制膜方法為離心澆鑄法、等靜壓法、濺射法、CVD法、粒子懸浮法或噴涂法中的一種或幾種。
其中步驟E中的支撐體在空氣中自然干燥，或在50～70℃下干燥2～4h，以1～4℃/min的升溫速度至1100～1600℃焙燒2～5h，再以1～4℃/min的降溫速度至室溫。
有益效果1、本發(fā)明是通過對支撐體和/或膜層進(jìn)行摻雜，調(diào)變支撐體和/或膜層的組成，使得支撐體材料和膜層材料之間的熱膨脹性能匹配，解決膜層與支撐體之間的界面結(jié)合關(guān)鍵問題。
2、本發(fā)明通過在未燒結(jié)的支撐體上直接制備混合導(dǎo)體材料的膜層，再經(jīng)過共同的熱處理過程制備擔(dān)載膜，解決了分離層膜的致密性難題。
3、本發(fā)明的制備方法簡單，能耗低，重復(fù)性好，便于規(guī)?；糯蟆?br> 4、本發(fā)明的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜適用范圍廣，實(shí)際應(yīng)用價值顯著。


圖1為ZrO2多孔支撐體表面的電鏡圖。
圖2為SrCo0.4Fe0.5Zr0.1O3-δ致密膜層表面的電鏡圖。
圖3為ZrO2為多孔支撐體、SrCo0.4Fe0.5Zr0.1O3-δ為致密膜層的擔(dān)載膜斷面的電鏡圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1支撐體為ZrO2材料、膜層為鈣鈦礦型SrCo0.4Fe0.5Zr0.1O3-δ(SCFZ)離子電子混合導(dǎo)體材料的擔(dān)載膜的制備采用高溫固相反應(yīng)法合成SCFZ粉體；將6.61gZrO2粉體、0.74g SCFZ混合導(dǎo)體材料、1.65g造孔劑活性炭、1.0g粘結(jié)劑聚乙烯醇混合均勻后，成型得ZrO2支撐體；將5.19gSCFZ粉體移入至32.20ml無水乙醇中，再加入0.30g吐溫-80和0.21g硝酸作為分散劑，于超聲條件下進(jìn)行分散均勻，得SCFZ懸浮液；用離心澆鑄法在未燒結(jié)的ZrO2支撐體上涂敷一層完整的SCFZ膜層；將所制得的擔(dān)載膜于靜態(tài)空氣中自然干燥3h，再以2℃/min的升溫速度，在1200℃下焙燒2h，以2℃/min的降溫速度至室溫，得不同種材料的擔(dān)載鈣鈦礦型離子電子混合導(dǎo)體膜。擔(dān)載膜的微觀結(jié)構(gòu)通過掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行表征，結(jié)果表明，支撐體具有多孔結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，膜層表面致密無缺陷(如圖2所示)，支撐體與膜層之間的界面結(jié)合良好(如圖3所示)。
實(shí)施例2支撐體為MgO材料、膜層為鈣鈦礦型La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)離子電子混合導(dǎo)體材料的擔(dān)載膜的制備采用改進(jìn)檸檬酸法合成LSCF粉體；將7.61gMgO粉體、1.48g造孔劑石墨、0.91g粘結(jié)劑甲基纖維素混合均勻后，成型得MgO支撐體；將5.16gLSCF粉體及3.84gMgO粉體移入至38.60ml異丙醇中，再加入0.52g魚油作為分散劑，采用機(jī)械球磨進(jìn)行分散均勻，得LSCF懸浮液；用噴涂法在未燒結(jié)的MgO支撐體上涂敷一層完整的LSCF膜層；將所制得的擔(dān)載膜于50℃下干燥2h，再以3℃/min的升溫速度，在1300℃下焙燒3h，以3℃/min的降溫速度至室溫，得不同種材料的擔(dān)載鈣鈦礦型混合導(dǎo)體膜。經(jīng)過微觀結(jié)構(gòu)表征表明，支撐體具有多孔結(jié)構(gòu)，膜層表面致密無缺陷，支撐體與膜層之間的界面結(jié)合良好。
實(shí)施例3支撐體為Al2O3材料、膜層為類鈣鈦礦型SrCo0.5FeOy(SCF2)離子電子混合導(dǎo)體材料的擔(dān)載膜的制備采用改進(jìn)檸檬酸與EDTA聯(lián)合絡(luò)合法合成SCF2粉體；將7.04g Al2O3粉體、1.06gSCF2粉體、1.05g造孔劑淀粉、0.85g粘結(jié)劑環(huán)氧樹脂混合均勻后，成型得Al2O3支撐體；將6.09gSCF2粉體及2.04g Al2O3粉體移入至30.40ml正辛烷中，再加入0.51g硬脂酸甘油酯作為分散劑，采用機(jī)械球磨進(jìn)行分散均勻，得SCF2懸浮液；用粒子懸浮法在未燒結(jié)的Al2O3支撐體上涂敷一層完整的SCF2膜層；將所制得的擔(dān)載膜于60℃下干燥2h，再以1℃/min的升溫速度，在1200℃下焙燒3h，以2℃/min的降溫速度至室溫，得不同種材料的擔(dān)載類鈣鈦礦型離子電子混合導(dǎo)體膜。經(jīng)表征得到，支撐體的孔結(jié)構(gòu)良好，膜層致密無缺陷，支撐體與膜層之間的界面結(jié)合良好。
實(shí)施例4支撐體為MgO和AlxO3的復(fù)合材料、膜層為K2NiF4型La2NiO4+δ離子電子混合導(dǎo)體材料的擔(dān)載膜的制備采用檸檬酸法合成La2NiO4+δ粉體；將6.0g MgO和Al2O3的復(fù)合材料(1.83gMgO和4.67gAl2O3)、2.14gLa2NiO4+δ粉體、1.01g造孔劑聚丙烯、粘結(jié)劑0.45g聚乙烯醇和0.4g甲基纖維素混合均勻后，成型得MgO和Al2O3復(fù)合材料的支撐體；將8.18gLa2NiO4+δ粉體移入至由20.0ml異丙醇和10.0ml正丁醇組成的混合物中，再加入1.51g十二烷基苯磺酸鈉作為分散劑，采用超聲分散法進(jìn)行分散均勻，得La2NiO4+δ懸浮液；結(jié)合噴涂法和粒子懸浮法，在未燒結(jié)的MgO和Al2O3復(fù)合材料的支撐體上涂敷一層完整的La2NiO4+δ膜層；將所制得的擔(dān)載膜于70℃下干燥4h，再以3℃/min的升溫速度，在1200℃下焙燒2h，以3℃/min的降溫速度至室溫，得不同種材料的擔(dān)載K2NiF4型離子電子混合導(dǎo)體膜。通過對微結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，表明支撐體的孔結(jié)構(gòu)良好，膜層致密無缺陷，支撐體與膜層之間的界面結(jié)合良好。
實(shí)施例5支撐體為CeO2材料、膜層為灰針鎳礦型Ba2In2O5離子電子混合導(dǎo)體材料的擔(dān)載膜的制備采用改進(jìn)檸檬酸法合成Ba2In2O5粉體；將4.16gCeO2材料、3.22gBa2In2O5粉體、1.15g石墨和0.82g甲基纖維素混合物組成的造孔劑、0.65g粘結(jié)劑聚乙烯醇混合均勻后，成型得CeO2材料的支撐體；將14.25g Ba2In2O5粉體及4.12gCeO2粉體移入至30.0ml二甲苯中，再加入2.53g丙三醇作為分散劑，采用機(jī)械球磨法進(jìn)行分散均勻，得Ba2In2O5懸浮液；用濺射法在未燒結(jié)的CeO2材料的支撐體上涂敷一層完整的Ba2In2O5膜層；將所制得的擔(dān)載膜于空氣中自然干燥4h，再以3℃/min的升溫速度，在1500℃下焙燒2h，以3℃/min的降溫速度至室溫，得不同種材料的擔(dān)載灰針鎳礦型離子電子混合導(dǎo)體膜。經(jīng)表征表明，支撐體的孔結(jié)構(gòu)良好，膜層致密無缺陷，支撐體與膜層之間的界面結(jié)合良好。
實(shí)施例6支撐體為La2O3材料、膜層為層狀復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)Sr4Co1.5Fe4.5O13±δ離子電子混合導(dǎo)體材料的擔(dān)載膜的制備采用高溫固相反應(yīng)法合成Sr4Co1.5Fe4.5O13±δ粉體；將7.69gLa2O3材料、1.73g造孔劑活性炭、0.58g粘結(jié)劑甲基纖維素混合均勻后，成型得La2O3材料的支撐體；將16.82gSr4Co1.5Fe4.5O13±δ粉體及5.35gLa2O3粉體移入至30.0ml正丁醇中，再加入2.83g吐溫-80作為分散劑，采用機(jī)械球磨法進(jìn)行分散均勻，得Sr4Co1.5Fe4.5O13±δ懸浮液；用等靜壓法在未燒結(jié)的La2O3材料的支撐體上涂敷一層完整的Sr4Co1.5Fe4.5O13±δ膜層；將所制得的擔(dān)載膜于空氣中自然干燥3h，再以2℃/min的升溫速度，在1600℃下焙燒2h，以2℃/min的降溫速度至室溫，得不同種材料的擔(dān)載層狀復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)的離子電子混合導(dǎo)體膜。通過表征表明，支撐體的孔結(jié)構(gòu)良好，膜層致密無缺陷，支撐體與膜層之間的界面結(jié)合良好。
實(shí)施例7支撐體為TiO2材料、膜層為鈣鈦礦型SrCe0.6Fe0.4O3-δ(SCF)質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料的擔(dān)載膜的制備采用改進(jìn)檸檬酸法合成SCF粉體；將5.94gTiO2材料、1.86gSCF粉體、1.52g造孔劑甲基纖維素、0.68g粘結(jié)劑環(huán)氧樹脂混合均勻后，成型得TiO2材料的支撐體；將11.60gSCF粉體移入至30.0ml水中，再加入2.0g魚油作為分散劑，采用超聲分散法進(jìn)行混合均勻，得SCF懸浮液；用CVD法在未燒結(jié)的TiO2材料的支撐體上涂敷一層完整的SCF膜層；將所制得的擔(dān)載膜于空氣中自然干燥3h，再以2℃/min的升溫速度，在1200℃下焙燒2h，以2℃/min的降溫速度至室溫，得不同種材料的擔(dān)載鈣鈦礦型質(zhì)子電子混合導(dǎo)體膜。通過對膜的微觀結(jié)構(gòu)表征，表明支撐體的孔結(jié)構(gòu)良好，膜層致密無缺陷，支撐體與膜層之間的界面結(jié)合良好。
實(shí)施例8支撐體為ZrO2材料、膜層為鈣鈦礦型La0.9Ca0.1CrO3-δ(LCC)質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料的擔(dān)載膜的制備采用高溫固相反應(yīng)法合成LCC粉體；將6.52gZrO2材料、1.24gLCC粉體、1.65g造孔劑石墨、0.59g粘結(jié)劑聚乙烯醇混合均勻后，成型得ZrO2材料的支撐體；將8.86gLCC及1.78gZrO2粉體移入至30.0ml無水乙醇中，再加入2.5g丙三醇作為分散劑，采用機(jī)械球磨法進(jìn)行混合均勻，得LCC懸浮液；用噴涂法在未燒結(jié)的ZrO2材料的支撐體上涂敷一層完整的LCC膜層；將所制得的擔(dān)載膜于60℃干燥3h，再以2℃/min的升溫速度，在1200℃下焙燒3h，以2℃/min的降溫速度至室溫，得不同種材料的擔(dān)載鈣鈦礦型質(zhì)子電子混合導(dǎo)體膜。通過表征，表明支撐體的孔結(jié)構(gòu)良好，膜層致密無缺陷，支撐體與膜層之間的界面結(jié)合良好。
權(quán)利要求
1.一種擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜，是由支撐體和涂覆在支撐體上的混合導(dǎo)體材料膜組成，其特征在于支撐體中摻雜混合導(dǎo)體材料和/或膜層中摻雜支撐體材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜，其特征在于混合導(dǎo)體材料為離子電子混合導(dǎo)體材料或質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜，其特征在于所述的離子電子混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型、類鈣鈦礦型、K2NiF4型、灰針鎳礦型及層狀復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)；質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜，其特征在于所述的混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型混合導(dǎo)體材料，其通式表示為A1-xA’xB1-y-zB’yB”zO3-δ，其中A、A’為La、Sr、Ba、Ca、Na、Nd、Sm、Nd中任意一種元素，B、B’、B”為Co、Fe、Mn、Cr、Ni、Cu、Ga、Mg、Ce、Pr、Th、In、V、Al、Zr中任意一種元素，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，δ是氧晶格缺陷數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜，其特征在于所述的支撐體材料為Al2O3、ZrO2、MgO、La2O3、TiO2或CeO2中的一種或幾種的復(fù)合材料。
6.一種如權(quán)利要求1所述的擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜的制備方法，其步驟包括A.選擇合適的混合導(dǎo)體材料并將其制成粉體；B.將質(zhì)量濃度為30～95％的支撐體材料、質(zhì)量濃度為0～40％的上述混合導(dǎo)體材料粉體、質(zhì)量濃度為5～20％的造孔添加劑和質(zhì)量濃度為0～10％的粘結(jié)劑混合均勻，或者是將質(zhì)量濃度為30～95％的支撐體材料與質(zhì)量濃度為0～40％的混合導(dǎo)體材料粉體經(jīng)過預(yù)先混合焙燒后，再與質(zhì)量濃度為5～20％的造孔添加劑及質(zhì)量濃度為0～10％的粘結(jié)劑進(jìn)行混合均勻，成型得支撐體；上述質(zhì)量濃度是以混合后支撐體總量的質(zhì)量為基準(zhǔn)計算而得；C.用機(jī)械球磨或超聲分散法，配置由質(zhì)量濃度為30～94％的溶劑、質(zhì)量濃度為5～40％的混合導(dǎo)體材料、質(zhì)量濃度為0～15％的支撐體材料、質(zhì)量濃度為1～15％的分散劑等組成的懸浮液；其中步驟B中混合導(dǎo)體材料的濃度和步驟C中支撐體材料的濃度不能同時為0；上述質(zhì)量濃度是以懸浮液總量的質(zhì)量為基準(zhǔn)計算而得；D.將步驟C中制得的懸浮液涂于步驟B中制得的支撐體上，制備一層混合導(dǎo)體材料的膜；E.將涂膜的支撐體干燥，焙燒，冷卻，制得擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于步驟B中摻雜的混合導(dǎo)體材料粉體的質(zhì)量濃度為混合后支撐體總量的0.5％-40％；步驟C中摻雜的支撐體材料的質(zhì)量濃度占懸浮液總量的0.5％-15％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于混合導(dǎo)體材料為離子電子混合導(dǎo)體材料或質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料；其中所述的離子電子混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型、類鈣鈦礦型、K2NiF4型、灰針鎳礦型及層狀復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)；質(zhì)子電子混合導(dǎo)體材料為鈣鈦礦型；其中鈣鈦礦型混合導(dǎo)體材料的通式為A1-xA’xB1-y-zB’yB”zO3-δ，其中A、A’為La、Sr、Ba、Ca、Na、Nd、Sm、Nd中任意一種元素，B、B’、B”為Co、Fe、Mn、Cr、Ni、Cu、Ga、Mg、Ce、Pr、Th、In、V、Al、Zr中任意一種元素，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，δ是氧晶格缺陷數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于步驟B中支撐體材料為Al2O3、ZrO2、MgO、La2O3、TiO2或CeO2中的一種或幾種的復(fù)合材料；造孔添加劑為淀粉、石墨、甲基纖維素、活性炭或聚丙烯中的一種或幾種；粘結(jié)劑為聚乙烯醇、甲基纖維素或環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于步驟C中的溶劑為水、乙醇、異丙醇、正丁醇、二甲苯或正辛烷的一種或幾種的混合物；分散劑為丙三醇、吐溫-80、魚油、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸甘油酯或硝酸中的一種或幾種的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于步驟A中粉體的制備方法為高溫固相反應(yīng)法、檸檬酸法、改進(jìn)檸檬酸法或改進(jìn)檸檬酸與EDTA聯(lián)合絡(luò)合法中的一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于步驟D中制膜方法為離心澆鑄法、等靜壓法、濺射法、CVD法、粒子懸浮法或噴涂法中的一種或幾種。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于步驟E中的支撐體在空氣中自然干燥，或在50～70℃下干燥2～4h，以1～4℃/min的升溫速度至1100～1600℃焙燒2～5h，再以1～4℃/min的降溫速度至室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無機(jī)膜材料及其制備方法，尤其涉及一種擔(dān)載型混合導(dǎo)體致密膜及其制備方法。本發(fā)明是通過對支撐體和/或膜層進(jìn)行摻雜，調(diào)變支撐體和/或膜層的組成，使得支撐體材料和膜層材料之間的熱膨脹性能匹配，解決膜層與支撐體之間的界面結(jié)合關(guān)鍵問題。本發(fā)明通過在未燒結(jié)的支撐體上直接制備混合導(dǎo)體材料的膜層，再經(jīng)過共同的熱處理過程制備擔(dān)載膜，解決了分離層膜的致密性難題。本發(fā)明的制備方法簡單，能耗低，重復(fù)性好，便于規(guī)模化放大。
文檔編號B01D69/00GK1762558SQ20051009432
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者徐南平, 金萬勤, 常先鋒, 張春 申請人:南京工業(yè)大學(xué)