[发明专利]氧-离子传导膜结构

权利要求书

1.一种混合膜结构，其包含：

整体式无机多孔载体，其包含第一端、第二端和多个内通道，所述内通道具有由多孔壁限定的表面，并从载体的第一端延伸通过该载体至第二端；

任选一个或多个多孔无机中间层，所述中间层包覆无机多孔载体的内通道表面；以及

氧-离子传导陶瓷膜；其中，当所述混合膜结构不含所述一个或多个多孔无机中间层时，所述氧-离子传导陶瓷膜包覆所述无机多孔载体的内通道表面；当所述混合膜结构包含所述一个或多个多孔无机中间层时，氧-离子传导陶瓷膜包覆所述一个或多个多孔无机中间层的表面。

2.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述无机多孔载体是蜂窝状整体件。

3.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述无机多孔载体是陶瓷整体件。

4.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述无机多孔载体包括：堇青石、α-氧化铝、δ-氧化铝、γ-氧化铝、碳、多铝红柱石、钛酸铝、氧化钛、氧化锆、沸石、金属、碳化硅、氮化硅、氧化铈或其组合。

5.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述无机多孔载体的内通道的水力内径为3mm或以下。

6.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述无机多孔载体的孔隙率为35％-50％。

7.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述混合膜结构不含所述一个或多个多孔无机中间层，所述无机多孔载体的内通道表面的中值孔径为1μm或以下，所述氧-离子传导陶瓷膜包覆所述无机多孔载体的内通道表面。

8.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述混合膜结构包含所述一个或多个多孔无机中间层，所述氧-离子传导陶瓷膜包覆所述一个或多个多孔中间层的表面。

9.如权利要求8所述的混合膜结构，其特征在于，所述无机多孔载体的多孔壁的中值孔径为5-15μm。

10.如权利要求8所述的混合膜结构，其特征在于，所述一个或多个多孔中间层包含α-氧化铝、δ-氧化铝、γ-氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅、堇青石、多铝红柱石、钛酸铝、沸石、金属、氧化铈或其组合。

11.如权利要求8所述的混合膜结构，其特征在于，至少一个中间层的中值孔径为20nm-1μm。

12.如权利要求11所述的混合膜结构，其特征在于，至少一个中间层包含氧化硅、氧化锆或其组合。

13.如权利要求11所述的混合膜结构，其特征在于，所述混合膜结构包含至少两个中间层。

14.如权利要求13所述的混合膜结构，其特征在于，最靠近无机多孔载体的第一中间层的中值孔径为20nm-1μm，最靠近氧-离子传导陶瓷膜的中间层的中值孔径为10nm或以下。

15.如权利要求8所述的混合膜结构，其特征在于，所述一个或多个多孔中间层的合并厚度为20nm-100μm。

16.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述氧-离子传导陶瓷膜的厚度为5nm-0.5mm。

17.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述氧-离子传导陶瓷膜是纯离子传导膜。

18.如权利要求17所述的混合膜结构，其特征在于，所述氧-离子传导陶瓷膜包含掺杂氧化锆、掺杂氧化铈或其组合。

19.如权利要求1所述的混合膜结构，其特征在于，所述氧-离子传导陶瓷膜是混合传导膜。

20.如权利要求19所述的混合膜结构，其特征在于，所述氧-离子传导陶瓷膜包含SrCoO₃、SrFeO₃、La_0.8Sr_0.2FeO_3-δ、BaCe_0.15Fe_0.05O_3-δ或其组合。