[发明专利]催化离子转运膜系统的制造

权利要求书

1.一种制造催化的离子转运膜的方法，包括：

(a)提供包含具有第一侧、第二侧的致密混合导电多成分金属氧化物层和与第一侧邻接的多孔混合导电多成分金属氧化物层的离子转运膜；

(b)将所述离子转运膜与具有第一氧分压的非还原性气流接触，同时加热所述离子转运膜至足够的温度并持续足够的时间以提供具有阴离子流动性的离子转运膜；

(c)将所述具有阴离子流动性的离子转运膜与具有比第一氧分压低的第二氧分压的第一还原性气流接触足以提供具有阴离子流动性和基本上恒定的氧化学计量的离子转运膜的一段时间；

(d)冷却所述具有阴离子流动性和基本上恒定的氧化学计量的离子转运膜，同时将该膜与第一还原性气流接触，以提供具有基本上恒定的氧化学计量且没有阴离子流动性的离子转运膜；和

(e)向所述具有基本上恒定的氧化学计量且没有阴离子流动性的离子转运膜的致密混合导电多成分金属氧化物层的第二侧和多孔混合导电多成分金属氧化物层中至少一个施用催化剂，从而提供催化的离子转运膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一非还原性气流包含选自氧、氮、氩、氦、二氧化碳及其混合物的成分。

3.根据权利要求1的方法，其中，所述第一非还原性气流是空气。

4.根据权利要求1-3的任一项的方法，其中，所述第一还原性气流包含选自氢、一氧化碳、甲烷、乙烷及其混合物的还原性成分。

5.根据权利要求1-4的任一项的方法，其中，所述催化剂包含选自元素周期表的第II、III、IV、V、VI、VII、VIII、IX、X、XI、XV族和F区镧系元素的金属或金属的氧化物，优选该金属或金属氧化物选自铋、钡、铈、钇、锆、钒、钼、铈、锰、镨、铂、钯、铑、铁、钌、铱、金、镍、钴、铜、银及其混合物或它们的氧化物。

6.根据权利要求5的方法，其中，所述催化剂作为包含选自可溶性金属盐、金属有机化合物、金属氧化物及其混合物的成分的溶液施用。

7.根据权利要求1-6的任一项的方法，进一步包括：

(f)将所述具有基本上恒定的氧化学计量且没有阴离子流动性的催化的离子转运膜与第二还原性气流接触，并在200℃至500℃的温度下煅烧该催化离子转运膜以提供煅烧的催化离子转运膜。

8.根据权利要求7的方法，其中，所述第二还原性气流包含选自氢、一氧化碳、甲烷、乙烷及其混合物的还原性成分。

9.根据权利要求1-8的任一项的方法，其中，所述致密混合导电多成分金属氧化物层和多孔混合导电多成分金属氧化物层中的至少一个包含至少一种由式(La_xCa_1-x)_yFeO_3-δ代表的混合导电多成分金属氧化物，其中，1.0＞x＞0.5，1.1≥y≥1.0，δ是导致物质组成呈电中性的数值。

10.一种制造具有基本上恒定的氧化学计量且没有阴离子流动性的催化离子转运膜的方法，包括：

(a)提供包含具有第一侧、第二侧的致密混合导电多成分金属氧化物层和与所述第一侧邻接的多孔混合导电多成分金属氧化物层的离子转运膜；

(b)向致密混合导电多成分金属氧化物层的第二侧和多孔混合导电多成分金属氧化物层中的至少一个施用催化剂，以提供催化的离子转运膜；

(c)将所述催化的离子转运膜与具有第一氧分压的非还原性气流接触，同时加热催化的离子转运膜至足够的温度并持续足够的时间以提供具有阴离子流动性的催化离子转运膜；

(d)将具有阴离子流动性的催化离子转运膜与具有比第一氧分压低的第二氧分压的第一还原性气流接触足以提供具有阴离子流动性和基本上恒定的氧化学计量的催化离子转运膜的一段时间；和

(e)冷却所述具有阴离子流动性和基本上恒定的氧化学计量的催化离子转运膜，同时将该膜与第一还原性气流接触，以提供具有基本上恒定的氧化学计量且没有阴离子流动性的催化离子转运膜。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一非还原性气流包含选自氧、氮、氩、氦、二氧化碳及其混合物的成分。

12.根据权利要求10的方法，其中，所述第一非还原性气流是空气。