混合导体透氧膜及其在甲烷部分氧化制合成气反应中的应用.pdf

第 11 卷 第 1 期 化　学　进　展 V o l. 11 N o. 1 1999 年 2 月 PRO GR ESS IN CH EM ISTR Y Feb. , 1999 混合导体透氧膜及其在甲烷部分氧化 制合成气反应中的应用 邵宗平　熊国兴3 ( 中国科学院大连化学物理研究所催化基础研究国家重点实验室　大连 116023) 摘　要　本文介绍了混合导体透氧膜材料的种类及最新研究进展, 对透氧机理进行了 阐述, 对氧透量的理论公式进行了推导, 并对其在甲烷部分氧化制合成气(POM ) 膜反应过 程中的应用、材料的要求及膜反应器的构造进行了概述与讨论。 关键词　混合导体　透氧膜　机理和公式　POM 膜反应器 M ixed Conducting Oxygen Perm ea tive M em branes and The ir Applica tion s in Partia l Ox ida tion of M ethane to Synga s Process S hao Z ongp ing 　 X iong Guox ing (State Key L ab of Catalysis, D alian In stitu te of Chem ical Physics Ch inese A cadem y of Sciences, D alian 116023, Ch ina) Abstract　T he types and recen t developm en t of m ixed conducting oxygen perm eative m em b ranes are in troduced. T he m echan ism of oxygen perm eation is given and the oxygen theo ritical perm eation equation is derivated. T heir app lication s in POM and the requ irem net of m aterials are review ed and the structu re of reacto rs are p ropo sed. Key words 　 m ixed conducto r; oxygen perm eation; m em b rane; m echan ism and fo rm u las; POM reacto r 一、概　述 混合氧离子电子导体透氧致密陶瓷膜是一类同时具有氧离子导电性能与电子导电性能 ( ) 的新型陶瓷膜材料。此类材料在高温下 特别在温度高于 700 ℃时 , 当膜材料两侧存在氧浓 差梯度时, 氧以氧离子的形式通过晶体中动态形成的氧离子缺陷由高氧压区向低氧压区传 导, 同时电子通过在可变金属离子之间的跳跃朝相反的方向传导。由于同时具有电子导电能 力与氧离子导电能力, 此类材料不象固体氧化物燃料电池中的固体电解质那样需要外电路 来传导电子, 而且由于是通过晶格振动的形式来传导氧, 理论上其对氧的选择性为 100% 。 　收稿: 1998 年 3 月, 收修改稿: 1998 年 9 月 3 通讯联系人 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 第 1 期 邵宗平等　混合导体透氧膜在制合成气反应中的应用 ·31 ·