[发明专利]耐CO2气氛的多相混合导体致密透氧膜材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种耐CO₂气氛的多相混合导体致密透氧膜材料，其特征是该材料的通式为C_1-xCe_xFe_1-y-y’D_yD’_y’O_3-δ，其中δ为氧非化学计量，C为La、Pr、Nd、Sm、Gd中任意一种元素；D、D’为Al、Sc、Ti、Cr、Mn、Zn、Ga、Zr、Nb、W中任意一种元素，D、D’可以相同，也可以不同；0<x<1，0<y<1，0≤y’<1-y，2.5<3-δ<3，优选0<x≤0.1。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于材料具有提供氧离子和电子导电能力的钙钛矿主体相，还包含稳定材料结构的CeO₂相和C₂O₃相。

3.一种如权利要求1所述的透氧膜材料的制备方法，其具体步骤为：

A.将金属元素C、Ce、Fe、D、及D’的盐按照材料的化学计量比溶于多功能团的有机酸中，配成溶液，调节PH值，热分解后，将产物焙烧处理，所得产物研磨后得到膜材料；

B.上述膜材料可通过成型制得膜的生坯；膜的生坯在高温炉中升温并烧结后，取出降温，即得膜。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤A中加热分解温度为200-300℃，焙烧温度为800-1000℃，焙烧处理5-24小时；研磨后膜材料的粒径为1-5μm；步骤B中烧结升温速率为1-5℃/min，烧结温度为1200-1300℃，烧结时间为5-20小时，降温速率为1-5℃/min，降温至20-30℃。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的多功能团的有机酸至少为柠檬酸、甘氨酸或者乙二胺四乙酸中的一种；有机酸和所有金属离子的摩尔比为1.5：1～2：1之间；调节PH值为6-8。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的成型方法为单轴压法或塑性挤出法。

7.一种如权利要求1所述的材料用于从含氧混合气中选择性分离氧以及用于烃类的部分氧化或CO₂高温分解等催化膜反应过程，或者用于中低温固体氧化物燃料电池以及固体电化学传感器的电极材料。