高温氧渗透膜反应器中的甲烷部分氧化制合成气

采用固相反应法合成了Cu掺杂的高温氧渗透膜材料,并用于甲烷部分氧化制合成气反应过程.探讨了钙钛矿基体氧化物、离子掺杂以及膜片烧结温度等对材料透氧性能的影响,并考察了膜催化反应器内的甲烷部分氧化反应情况.结果表明,在4种复合氧化物基体中掺杂Cu得到的透氧量的大小顺序为:SrFe(Cu)O3-δ＞BaTi(Cu)O3-δ＞SrTi(Cu)O3-δ＞LaFe(Cu)O3-δ.SrFe(Cu)O3-δ系列材料显示了很高的透氧能力,透氧量随Cu含量的增加而增大,继续掺杂Ti可以提高稳定性,但是透氧量会随Ti含量的增加而降低.Cu和Ti对SrFeO3-δ基体共掺杂能够制得具有高透氧量和稳定性的透氧膜.在SrFe0.6Cu0.3Ti0.1O3-δ膜催化反应器内,850℃时,甲烷转化率达到85%以上,一氧化碳选择性在90%以上,膜片透氧量达到5 mL/(min·cm2).