[发明专利]一种非金属阳离子掺杂的K2

权利要求书

1.一种制备非金属阳离子掺杂的K₂NiF₄型混合导体透氧膜材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）分别称取A³⁺、B^{1 2+}、B^{’ n+}的盐溶液，混合后搅拌均匀，得到金属盐混合液；所述盐溶液为硝酸盐溶液；其中，A=La、Sm、Nd或Pr；B¹=Fe、Co、Cu、Zn或Ni；B^’为非金属元素P、S和B中的一种；

（2）向步骤（1）所得金属盐混合液中加入乙二胺四乙酸和柠檬酸，其中，金属盐混合液的总金属离子、乙二胺四乙酸和柠檬酸的摩尔比例为1：（1~2）：(1~3)，加入过程中持续搅拌，同时加入弱碱化合物调节盐溶液的PH=6~8；所述弱碱化合物为氨水；

（3）将步骤（2）所得的澄清混合液在80~120℃加热搅拌下蒸发，所述加热搅拌下蒸发的时间为20~30h，得到凝胶；

（4）将步骤（3）所得的凝胶在200~400℃下焙烧得到前驱粉体；

（5） 将步骤（4）所得到的前驱粉体置于900~1200℃的高温马弗炉中烧结，所述烧结时升降温速率为2~4℃/min；所述烧结的时间为8~12h，得成相粉体；

（6）将步骤（5）所得的成相粉体用不锈钢模具压制成膜片生胚，其中，压力为14~20MPa；所述压制的时间为5~15min；

（7）将步骤（6）所得膜片生胚放入1300~1500℃的高温马弗炉中煅烧，所述煅烧时升降温速率为1~2℃/min；所述煅烧的时间为8~12h，即可得到非金属阳离子掺杂的K₂NiF₄型混合导体透氧膜材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，所述成相粉体的用量为0.8~1.2g。

3.一种由权利要求1-2任一项所述的制备方法制得的非金属阳离子掺杂的K₂NiF₄型混合导体透氧膜材料，其特征在于，该材料的化学通式为A_n+1B¹_n-x B^’_xO_3n+1+δ，其中，A=La、Sm、Nd或Pr；B¹=Fe、Co、Cu、Zn或Ni；B^’为非金属元素P、S和B中的一种；δ为非化学计量比，化学通式中，0≤δ≤1，n=1，0＜x≤0.06。

4.权利要求3所述的一种非金属阳离子掺杂的K₂NiF₄型混合导体透氧膜材应用于从含氧气的混合气中分离出纯氧，甲烷氧化耦合成乙烷、乙烯，甲烷部分氧化制合成气和固体氧化物燃料电池的正极材料或与涉氧反应的膜反应器中。