无序化 Co 基钙钛矿氧气渗透膜的氧气渗透性与稳定性
材料科学
2026-02-26 v1
摘要
氧气传输膜 (OTM) 使可催化反应和气体分离成为可能，支撑着关键的化工工艺与脱碳技术，但其应用受限于氧气渗透率不足以及操作期间长期稳定性差的限制。本文通过简单溶胶法设计并合成了一系列基于 La0.5Sr0.5CoO3 的高无序化钙钛矿氧气渗透膜。系统考察了不同掺杂比例对结构、表面形貌、氧气渗透性和稳定性的影响。在 950 {\deg}C 下，最佳配方 La0.25Sr0.25Gd0.2Nd0.2Pr0.1CoO3 在空气/氦梯度下的氧气渗透率为 1.62 mL min-1 cm-2，在空气/CO2 下为 1.46 mL min-1 cm-2。值得注意的是，所有高无序化 OTMs 在纯 CO2 环境下可稳定运行超过 100 小时，且性能无显著下降。这一发现为提升 OTMs 的结构与氧气渗透稳定性提供了新方法，进一步推动了 OTMs 在提高 CO2 捕集与存储效率的氧化燃烧技术中的应用。
引用
@article{arxiv.2602.21511,
title = {Oxygen permeability and stability in the entropy-stabilized Co-based Perovskite oxygen permeable membranes},
author = {Zaichen Xiang and Rui Chen and Shuangyue Wang and Jingjun Qin and Wanyi Zhang and Yucheng Li and Lingyong Zeng and Huixia Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.21511},
year = {2026}
}
备注
35 pages, 8 figures, 5 tables