通过应用磁场来定制基于Ruddlesden-Popper氧化物的散装陶膜中的无otropic氧气运输特性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 陶工程 陶工程
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 氧气输送膜 (OTM) 对于各种工业过程至关重要,包括清洁能源技术.
• 开发具有高氧流量和稳定的OTM,特别是在高温和CO2环境等恶劣条件下,仍然是一个重大挑战.
• 基于矿的材料虽然有前途,但经常遭受不稳定性问题.

研究的目的:

• 为了研究磁场辅助滑倒造对Nd2NiO4+δ散装陶膜的纹理和微观结构的影响.
• 为了评估纹理 Nd2NiO4+δ 膜的氧气透性能和 CO2 稳定性.
• 建立磁性对齐作为一种可行的方法,用于为工业应用量身定制OTM属性.

主要方法:

• 使用在0.9 T磁场下滑造的 Nd2NiO4+δ散装陶膜的制造.
• 使用X射线衍射 (XRD) 和电子显微镜 (SEM,TEM) 分析膜微观结构和纹理.
• 测量氧气透流量和CO2稳定性在1023到1223K的温度范围内.

主要成果:

• 磁性对齐成功定向了Nd2NiO4+δ颗粒,创建了具有偏好的c轴或a,b平面对齐的纹理膜.
• 在高温 (1023-1223 K) 时,a,b平面纹理膜表现出最高的氧气透流.
• 纹理膜表现出优异的二氧化碳稳定性,由于在a,b-平面上促进了氧气运输,因此保持了超过140小时的性能.

结论:

• 磁性对齐是造Nd2NiO4+δ陶膜的有效策略,显著提高了氧气运输特性.
• 与非纹理对应物和一些矿材料相比,a,b平面纹理的Nd2NiO4+δ膜显示出更高的性能和稳定性.
• 这种方法为开发用于苛刻工业应用的先进OTM提供了一个有前途的途径.