[发明专利]一种Co基钙钛矿型氧化物及其制备方法与在空气分离中的应用

说明书

本发明属于能源材料研究领域，具体是一种掺杂的Co基钙钛矿型复合氧化物及其制备方法和Co基钙钛矿型复合氧化物在空气分离中的应用。Co基钙钛矿型氧化物的化学式为BaCo_1‑xNi_xO_3‑δ，x为：0x1；以溶胶‑凝胶法制备。在850℃温度条件下CO₂气体通过BaCo_1‑xNi_xO_3‑δ(0x1)后被吸附释放出氧气，CO₂吸附效果好。本发明解决了传统空气分离技术中的能耗高、低浓度等问题，且Co基钙钛矿型复合氧化物稳定性好可以进行多次长久的使用。同时，本发明钙钛矿型氧化物的制备方法工艺简单便捷，适合工业制备。同时，在工业上具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于能源材料研究领域，特别涉及一种掺杂的Co基钙钛矿型复合氧化物的制备方法及Co基钙钛矿型复合氧化物在空气分离中的应用。

背景技术

空气分离是一个重要的化学工程过程，由此生产的氧气在冶炼工艺、医疗保健、化学工业等具有重大用途。目前，空气分离主要有三种方式：(1)低温冷阱蒸馏；(2)聚合物膜分离；(3)分子筛变压吸附。然而这些技术因高能耗或低纯度而制约了其在IGCC、煤气化、纯氧燃烧发电CO₂捕获等重要领域的应用。因此，需要研究新的空气分离的方法或有效的吸附剂。本发明采用钙钛矿氧化物作为吸附剂进行空气分离可显著降低产氧成本，并且该分离过程能够有效地与众多化工过程或煤发电过程结合而进一步降低能耗和实现CO₂捕捉。目前的单钙钛矿氧化物结构简单，吸附能力有待提高。本发明使用溶胶-凝胶法制备了Co基掺杂的BaCo_1-xNi_xO_3-δ(0x1)钙钛矿使其具有更好的氧脱附性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种对BaCo_1-xNi_xO_3-δ(0x1)钙钛矿型氧化物的制备方法并将其应用于空气分离技术。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种Co基钙钛矿型氧化物，其特征在于，化学式为BaCo_1-xNi_xO_3-δ，所述x为：0x1。

上述技术方案中，进一步地，所述x＝0.6。

上述技术方案中，进一步地，所述制备方法包括以下步骤：

(1)以摩尔比1：1-x：x称取Ba(NO₃)₂·6H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O混合，再按照金属离子总摩尔数：柠檬酸：EDTA＝1：1.2～1.5：1的比例加入柠檬酸和EDTA，加入去离子水搅拌溶解，形成前驱体水溶液；

(2)将前驱体水溶液水浴加热蒸干，升温程序为5～10℃/min，保持75～85℃下进行搅拌，直至形成凝胶状后，120℃的干燥至形成干凝胶；

(3)将干燥后的凝胶400℃煅烧30min，然后在800～850℃下煅烧7～8h，降温至室温研磨即可。

上述技术方案中，进一步地，所述步骤(2)中搅拌温度为80℃。

本发明还提供了前述Co基钙钛矿型氧化物在空气分离中的应用。

上述应用中，在空气分离中的工作条件为Co基钙钛矿型氧化物脱附温度850℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果：