بررسی پایداری ساختاری و خواص عبوردهی اکسیژن از غشاء پروسکایتی Ba0.5 Sr0.5 Co0.8 Fe 0.2O3- δ

Abstract

مـواد پروسـکایتی (Ba 0/5 Sr 0/5 Co 0/8 Fe 0/2 O3- δ (BSCF و (Sr Co 0/8 Fe 0/2 O3- δ (SCF با استفاده از روش تشکیل کمپلکس با سیترات-EDTA سنتز شد. ساختار کریستالی، پایداری ساختاری و ریز ساختار این مواد با آنالیزهایی چون پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی(SEM) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان عبوردهی اکسیژن برای غشاء های ساخته شده از این مواد بر حسب دما در محدوده700oC تا 950oCبا استفاده از یک دستگاه دما بالا، اندازه‌گیری شد. نتایج XRD نشان داد این مواد دارای ساختار خالص مکعبی پروسکایتی می‌باشند. میزان عبوردهی بالایی برای این مواد (حدود cc/min.cm22 در دمای 950oC) حاصل شد. نتایج نشان می‌دهد که در محدوده وسیعی از دما، میزان عبوردهی BSCF از SCF بیشتر می‌باشد. همچنین اثر فشار جزئی اکسیژن جریان بالادستی در محدوده atm 1-0، بر شار عبور اکسیژن در دماهای مختلف بررسی شد. افزایش فشار جزیی اکسیژن به شدت باعث افزایش میزان عبوردهی می‌شود که استفاده عملی از این غشاها را در مقیاس صنعتی جذاب می‌نماید. با آنالیز انرژی اکتیواسیون محاسبه شده می‌توان گفت که میزان عبور دهی غشاء پروسکایتی SCF در دماهای پایین نسبت به BSCF به دما حساس‌تر است و این موضوع در دماهای بالاتر بر عکس می‌باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که سرعت عبور اکسیژن توسط هر دو عامل، مرحله نفوذ توده و تبادل سطحی کنترل می‌شود. الگوی پراش اشعه ایکس بعد از عملیات جذب و دفع اکسیژن، حاکی از آنست که بر خلاف SCF، مواد پروسکایتی BSCF، دارای پایداری ساختاری خوبی در شرایط دمایی بالا و فشار جزئی پایین اکسیژن می‌باشند.