Synteza materiału perowskitowego Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ metodą pirolizy rozpyłowej do zastosowania na membrany separujące tlen

• Autorzy: Gromada M. , Trawczyński J.

Warianty tytułu

EN

Synthesis of Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ perovskite-like material by spray pyrolysis method for oxygen separating membranes application

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Metodą pirolizy rozpyłowej wytworzono mieszany tlenek Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ (BSCF) o strukturze perowskitu. W celu otrzymania jednofazowego materiału proszek poddano kalcynacji w temperaturze 950 °C przez 5 godzin, którą określono na podstawie rezultatu analizy DTA/DTG. Określono morfologię, teksturę, strukturę krystalograficzną oraz rozkład wielkości cząstek proszku BSCF. Dla poprawy właściwości podatności na formowanie proszek BSCF zgranulowano, a z uzyskanego granulatu metodą prasowania jednoosiowego i doprasowywania izostatycznego uformowano wypraski pastylek. Opracowano optymalną krzywą wypalania, zapewniającą wysoką gęstość uzyskanych spieków. Określono najważniejsze parametry determinujące przydatność otrzymanych pastylek BSCF do wytwarzania membran tlenowych: gęstość pozorną, porowatość otwartą, nasiąkliwość wodą i mikrostrukturę powierzchni. Stwierdzono, że proszek BSCF wytworzony metodą pirolizy rozpyłowej posiada właściwości odpowiednie do wytworzenia membran separujących tlen z powietrza.

EN

The Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF) mixed oxide with perovskite-like structure was synthesised by a spray pyrolysis method. The calcination temperature required to obtain a single phase material was determined by DTA/DTG analysis. Physical and chemical properties of the obtained powder (morphology, texture, phase composition and particle size distribution) were determined. The BSCF powder was granulated in order to improve its compactibility. The green compacts of BSCF material were moulded by combined uniaxial and isostatic pressing. An optimal curve which ensure high density of obtained sinters has been elaborated. The key parameters that determine the suitability of the BSCF material for the oxygen separating membranes forming i.e.: apparent density, open porosity, water absorbability and surface microstructure were determined. The obtained outcomes confirm that the BSCF perovskite powder prepared by the spray pyrolysis method possesses the appropriate properties for manufacturing membranes separating oxygen from air.

Słowa kluczowe

PL

materiały perowskitowe; metoda spray pyrolizy; membrany tlenowe

EN

perovskite-like materials; spray pyrolysis method; oxygen membranes

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 70, nr 1
• Strony: 43--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Gromada M.

• Institute of Power Engineering, Ceramic Department CEREL, Research Institute, ul. Techniczna 1, 36-040 Boguchwała, Poland

autor

Trawczyński J.

• Wroclaw University of Technology, Division of Chemistry and Technology of Fuels, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Shao, Z., Yang, W., Cong, Y., Dong, H., Tong, J., Xiong, G.: Investigation of the permeation behavior and stability of a Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3−δ oxygen membrane, J. Membr. Sci., 172, (2000), 177–188.
• [2] Ovenstone, J., Jung, J., White, J. S., Edwards, D. D., Misture, S. T.: Phase stability of BSCF in low oxygen partial pressures, J. Solid State Chem., 181, (2008), 576–586.
• [3] Tan, L., Gu, X., Yang, L., Jin, W., Zhang, L., Xu, N.: Influence of powder synthesis methods on microstructure and oxygen permeation performance of Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3−δ perovskite-type membranes, J. Membr. Sci., 212, (2003), 157–165.
• [4] Sunarso, J., Baumann, S., Serra, J. M., Meulenberg, W. A., Liu, S., Lin, Y.S., Diniz da Costa, J.C.: Mixed ionic–electronic conducting (MIEC) ceramic-based membranes for oxygen separation, J. Membr. Sci., 320, (2008), 13-41.
• [5] Gromada, M., Świder, J., Trawczyński, J., Stępień, M., Wierzbicki, M.: Oxygen separating membrane manufactured from Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3−δ perovskite-like material, Bull. Mater. Sci., 38, 1, (2015), 23–28.
• [6] Purwanto, A., Wang, W.-N., Lenggoro, I. W., Okuyama, K.: Formation of BaTiO3 nanoparticles from an aqueous precursor by flame-assisted spray pyrolysis, J. Eur. Ceram. Soci., 27, (2007), 4489-4497.
• [7] Bućko, M. M., Obłąkowski, J.: Preparation of BaZrO3 nanopowders by spray pyrolysis method, J. Eur. Ceram. Soc., 27, (2007), 3625–3628.
• [8] Lanfredi, S., Storti, F., Simões, L. P. M., Djurado, E., Nobre, M. A. L.: Synthesis and structural characterization of calcium titanate by spray pyrolysis method, Mater. Lett., 201, (2017), 148–151.
• [9] Mosadeghkhah, A., Alaee, M. A., Mohammadi, T.: Effect of sintering temperature and dwell time and pressing pressure on Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3−δ perovskite-type membranes, Mater. Design, 28, (2007), 1699–1706.
• [10] Wang, H., Tablet, C., Feldhoff, A., Caro, J.: Investigation of phase structure, sintering, and permeability of perovskite-type Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3−δ membranes, J. Membr. Sci., 262, (2005), 20-26.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).