CO 2 气氛中La掺杂BaCo 0.88 Nb 0.12 O 3- δ 膜的透氧性能及结构稳定性

利用固相合成法制备了A位La掺杂BaCo 0.88 Nb 0.12 O 3- δ [BLCN- x , x 为La的掺杂量(摩尔分数)] 钙钛矿透氧膜材料, 采用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 热重分析(TG)及程序升温脱附-质谱(TPD-MS)等方法研究了CO 2 气氛静态处理及动态透氧条件BLCN- x 系列材料的结构稳定性. 研究结果表明, 随着La掺杂量的增加, BLCN- x 膜片材料抗CO 2 腐蚀的性能明显提高. 当La含量高于0.5时, 在850 ℃纯CO 2 气氛静态处理或透氧条件下均未观察到碳酸盐衍射峰. 尽管La掺杂会降低BLCN- x 膜片的初始透氧量, 但在CO 2 气氛吹扫时透氧量的降低速率明显减慢, 其中BLCN-0.5膜片在纯CO 2 气氛下10 h后的透氧量仍可达到0.46 mL·cm -2 ·min -1 . 通过容差因子和平均金属-氧键能计算可知, 良好的结构稳定性和增强的金属-氧键能是导致La掺杂样品抗CO 2 腐蚀的主要因素.