[发明专利]一种管式非对称混合导体致密膜的制备方法

权利要求书

1.一种管式非对称混合导体致密膜的制备方法，其具体步骤如下：

a制备混合导体材料粉体；

b将步骤a中制得的混合导体材料粉体与造孔添加剂混合，其中造孔添加剂质量占混合粉体总质量的0～30%；然后将混合后的粉体制成管式支撑体生坯；

c由混合导体材料、溶剂和分散剂配制成喷涂用悬浮液，其中悬浮液组成配比为质量浓度为55～98.5％的溶剂、质量浓度为0.5～30％的混合导体材料和质量浓度为1～15％的分散剂；上述质量浓度是以悬浮液总量的质量为基准计算而得；

d将以60～300r/min的转速自动旋转的管式支撑体置于周围温度为50～300°C环境下，用喷枪以6～300cm/min速度延支撑体轴向方向移动，将上述步骤c制备的悬浮液喷涂到步骤b制备的管式支撑体生坯表面；

e将喷涂过的支撑体干燥，焙烧，冷却，制得管式非对称混合导体致密膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤a中所述的混合导体材料粉体颗粒的平均粒径为0.2～100μm；步骤b中所述的管式支撑体生坯的内径为1～30mm，厚度为0.5～5mm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于混合导体材料为离子电子混合导体材料或质子电子混合导体材料；其中所述的离子电子混合导体材料为钙钛矿型、K₂NiF₄型、Brownmillerite型；质子电子混合导体材料为钙钛矿型；其中钙钛矿型混合导体材料的通式为A_1-xA’_xB_1-y-zB’_yB”_zO_3-δ，其中:A、A’为La、Nd、Sm、Ca、Sr、Ba或Na中任意一种元素，B、B’、B”为Co、Fe、Mn、Cr、Ni、Cu、Ga、Mg、Ce、Al、Zr、Y、Pr、Th、In或V中任意一种元素，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，δ是氧晶格缺陷数。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤a中混合导体材料的制备方法为高温固相反应法、柠檬酸法、改进柠檬酸法或改进柠檬酸与EDTA联合络合法中的一种；步骤b中管式支撑体的制备方法为塑性挤出法、等静压法或相转化法中的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤b中所述的添加剂为淀粉、石墨、甲基纤维素、活性炭或聚丙烯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤c中的溶剂为水、乙醇、乙二醇、异丙醇、正丁醇或正辛烷的一种或几种的混合物；分散剂为丙三醇、吐温-80、鱼油、十二烷基苯磺酸钠、或硬脂酸甘油酯中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤d中喷头与支撑体的距离为5～20cm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤e中所述的干燥为支撑体在空气中自然干燥，或在50～70°C下干燥1～2h；所述的焙烧为以1～5°C/min的升温速度至400～600°C保温2～5h，然后以0.5～5°C/min的升温速度至1100～1400°C焙烧1～5h；所述的冷却为以0.5～5°C/min的降温速度降温。