均一相结构的组成梯度化浓差驱动型致密氧透膜反应器

基于目前单一材料组成的透氧膜反应器在透氧量与结构化学稳定性两方面难以同时满足的矛盾，首次提出了一种具有均一相结构的组成梯度化的混合氧离子电子导体透氧膜反应器以解决以上问题。通过实验测试结合计算机数学模拟获得导体膜反应器在反应耦合的情况下沿膜的轴向方向氧活度梯度分布的特点，进而以具有钙钛矿型A1-xA'xB1-yB'yO3组成材料为基础，其中B,B'分别为具有不同化学稳定性的过渡金属离子，通过配制沿膜轴向各位置的A,A', B,B'元素的含量的梯度化变化，获得最适合于其所处位置氧活度的材料组成，即在其所处的氧电位下该材料组成具有最佳的氧渗透能力与足够高的结构化学稳定性，从而沿膜的轴向材料在组成上梯度变化而结构上保持均一钙钛矿相结构的特点。通过从膜材料的设计，合成，梯度化膜组成及制备的优化，和对膜透氧机理的深入研究，最终形成新概念的导体膜反应器与相关的基础理论，从而加速其在工业的应用。