離子傳導陶瓷膜是由陶瓷材料製成的，既具有膜的分離性能又有混合（電子和離子）傳導性能的陶瓷膜。如：在把天然氣轉化成合成氣的生產過程中，陶瓷膜先把空氣中的氧分離出來，然後把這些氧以離子狀態氧化甲烷，完成合成氣的生產。
基本介紹
- 中文名：離子傳導陶瓷膜
- 外文名：Ion-conducting ceramic membrane
- 製造：陶瓷材料
- 具備：分離性能與電子和離子傳導性能
- 影響因素：膜里的固態離子傳送速度
- 材料：鈣鈦礦和褐針鎳礦
簡介,使用意義,滲透速度控制因素,常用材料,
簡介
能選擇性滲透所選定氣體的離子傳導陶瓷膜，所述膜包括：
1、形成所述陶瓷膜物質的整體材料，氣體離子可以透過該材料遷移；
2、所述整體材料有兩個相對表面，該兩表面上分別進行所述氣體的解離和離子化作用，及所述氣體離子釋放電子並重組形成所述氣體的分子的作用；
3、通過除去表面物質，產生增加面積的表面不規整性，從而增加被處理表面的總表面積，對至少所述兩相對表面之一進行處理，以提高所述氣體透過該陶瓷膜的滲透作用。
使用意義
採用離子傳導陶瓷膜系統，可以使各種氣體，例如氧，從空氣或物料流中分離出。此類陶瓷膜在大大高於S00℃的溫度，一般約600-1100℃範圍內表現出離子傳導性。使用該膜的關健問題是，氣體透過該膜的輸送速度，必須達到使所述分離法經濟上有吸引力的程度。
例如，一般來說，分離氧所用的陶瓷膜材料，要混合入無論單相態或雙相態都有氧離子傳導作用和電子傳導作用的導體。膜的氧傳送總速度的驅動力，是穿越該膜所施加的不同氧分壓。因為該膜密不透氣，氧分子的直接通道被封閉。但是氧離子卻可以選擇性地穿過該膜，氧的解離作用和離子化作用出現在膜的陰極表面，此處的電子是從靠近表面的電子處獲得的。該氧離子流由同時存在的電子電荷載體流得到電荷補償。當氧離子到達膜的相對陽極表面時，個別離子釋放其電子，並重組再次形成氧分子，這些氧分子於滲透流中釋出。
滲透速度控制因素
穿過無孔陶瓷膜的滲透速度由兩個因素控制：
(1)膜里的固態離子傳送速度；
(2)膜兩側的離子表面交換速度。
通過減小膜厚度，直到達到一個臨界值，被分離的氣體通量一般可以提高。在該臨界值以上，該通量由離子表面交換動力學和固態離子傳送速度二者控制.而該臨界厚度以下，該氧通量主要由離子表面交換速度決定。因此，較薄的膜與較厚的膜相比，由於其較高的固態離子傳送速度而更為理想.但是較薄之膜的較低離子表面交換速度(即對傳送速度有較高表面阻力)，在總組分傳送速度上變得更為重要。表面阻力起因於各種機理，包括在膜的兩表面使被分離的分子轉換成離子，或從離子轉換為分子。
常用材料
目前常用的膜材料有鈣鈦礦和褐針鎳礦，有望用於甲烷氧化耦聯，二聚脫氫丙烯，甲烷和其他物質的整齊重整。
