[发明专利]一种非金属阴离子掺杂的LAMOX型氧离子导体透氧膜材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种非金属阴离子掺杂的LAMOX型氧离子导体透氧膜材料在从含氧混合气中选择分离氧气或与涉氧反应耦合构筑膜反应器的应用，其特征在于，所述氧离子导体膜材料的化学通式为：La₂WMoO_9-δCl_1.0或La₂WMoO_9-δF_0.5；0≤δ≤1；

所述氧离子导体膜材料的合成方法为EDTA-柠檬酸混合络合法或固相反应法。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，合成方法为EDTA-柠檬酸混合络合法，具体包括以下步骤：

（1）取La₂O₃、MoO₃、W的氧化物、LaX₃，分别加入稀硝酸溶解，混合均匀，得到混合盐溶液；X为F或Cl；

（2）向步骤（1）所述的混合盐溶液加入EDTA和柠檬酸作为络合剂，得混合液；所述混合液中总金属离子、EDTA、柠檬酸的物质的量之比为1：（1~2）：（1~3）；

（3）向步骤（2）所述的混合液中加入弱碱性化合物调节混合液pH值为7~9，得混合溶液；

（4）将步骤（3）所述混合溶液加热在80~120℃下搅拌蒸发，得到凝胶；

（5）将步骤（4）所述凝胶在200~500℃下焙烧得到前驱粉体；

（6）将步骤（5）所述前驱粉体在600~1000℃焙烧2-5h，研磨后即可得到成相粉体；

（7）将步骤（6）所述成相粉体放入模具中，施加1~3MPa压力初步压制，再施加12~20MPa压力二次压制液压成型，得到膜片生胚；

（8）将步骤（7）所述的膜片生胚在1000~1400℃烧结2-5h，得到所述非金属阴离子掺杂的LAMOX型氧离子导体透氧膜材料。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，步骤（3）中所述的弱碱性化合物为氨水。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，步骤（4）中所述搅拌蒸发的时间为5~10小时。

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，步骤（6）所述焙烧的升降温速率为5~10℃/min，步骤（8）所述烧结的升降温速率为5~10℃/min。

6.根据权利要求2-5任一项所述的应用，其特征在于，步骤（7）所述的模具为不锈钢模具；所述初步压制的时间为1~5min，所述二次压制的时间为10~30min。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，合成方法为固相反应法，包括以下步骤：

（1）取La₂O₃、MoO₃、W的氧化物、LaX₃，加入丙酮，球磨5~30h；X为F或Cl；

（2）将步骤（1）所得的浆料放置在通风橱中自然干燥使溶剂蒸发；

（3）将步骤（2）所得的粉体在600~1000℃中焙烧2~5h，焙烧结束后对所述粉体再进行研磨，即可得到成相粉体；

（4）将步骤（3）所述的成相粉体放入模具中，施加1~3MPa压力初步压制，再施加12~20MPa压力液压成型，压制得到膜片生胚；

（5）将步骤（4）所述的膜片生胚在1000~1400℃烧结2~5h，得到所述非金属阴离子掺杂的LAMOX型氧离子导体透氧膜材料。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤（1）所述丙酮的质量与La₂O₃、MoO₃、W的氧化物、LaX₃总质量的比为（1~3）:1。

9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于，步骤（3）所述焙烧的升降温速率为5~10℃/min，步骤（5）所述烧结的升降温速率为5~10℃/min；步骤（4）所述的模具为不锈钢模具。