CO2气氛中La掺杂BaCo0.88Nb0.12O3-δ膜的透氧性能及结构稳定性

摘要 利用固相合成法制备了A位La掺杂BaCo0.88Nb0.12O3-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CO2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CO2腐蚀的性能明显提高. 当La含量高于0.5时, 在850 ℃纯CO2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CO2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CO2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CO2腐蚀的主要因素