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Nb-doped BCFN 세라믹 막의 제조 및 산소투과 특성
김종표,손수환,박정훈,이용택 한국막학회 2011 멤브레인 Vol.21 No.1
고상반응법을 이용하여 BaCo0.7Fe0.22Nb0.08O3-δ (BCFN) 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 1,200℃에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. 제조된 BaCo0.7Fe0.22Nb0.08O3-δ 분리막의 XRD 분석결과 단일상의 페롭스카이트 구조를 보였다. 밀봉재료로 glass ring을 사용하여 가스누출 실험 및 산소투과 분석을 하였으며, 산소투과 분석 결과 온도와 산소분압(Po2)이 증가할수록 산소투과량은 증가하였고, Po2 = 0.63 atm의 경우 950℃에서 2.3mL/min·㎠의 값을 나타내었다. 또한, 이산화탄소 300 ppm이 포함된 혼합공기를 사용할 경우 모사공기(Po2 = 0.21 atm)를 사용한 경우에 비해 산소투과량이 최대 2.9%만 감소하였다. 이는 BaCo0.7Fe0.22Nb0.08O3-δ 분리막이 다른 분리막에 비해 이산화탄소에 대해 안정하다는 것을 의미한다. BaCo0.7Fe0.22Nb0.08O3-δ oxide was synthesized by solid state reaction method. Dense ceramic membrane was prepared using as-prepared powder by pressing and sintering at 1,200℃. XRD result of membrane showed single perovskite structure. Leakage and oxygen permeation test were conducted on the membrane sealed by glass ring as a sealing material. The oxygen permeation flux increased with increasing temperature and pressure difference and maximum oxygen permeation flux was 2.3mL/min·㎠ at 950℃ with Po2 = 0.63 atm of oxygen partial pressure. The oxygen permeation in the condition of air with CO2 (300 ppm) as feed stream decreased as much as only maximum 2.9% in comparison with air feed stream. It indicated BaCo0.7Fe0.22Nb0.08O3-δ membrane is more stable than another membrane for carbon dioxide.
$PrBa_{0.9}Sr_{0.1}Co_2O_{5+{\delta}}$ 세라믹 분리막의 제조 및 산소투과 특성
표대웅,김종표,손수환,박정훈,Pyo, Dae-Woong,Kim, Jong-Pyo,Son, Su-Hwan,Park, Jung-Hoon 한국막학회 2011 멤브레인 Vol.21 No.4
$PrBa_{0.9}Sr_{0.1}Co_2O_{5+{\delta}}$ 조성의 산화물을 고상반응법을 이용하여 합성하였다. 합성된 분말은 압축 성형 후 $1,250^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. 제조된 $PrBa_{0.9}Sr_{0.1}Co_2O_{5+{\delta}}$분리막은 XRD분석 결과 이중 페롭스카이트 (double perovskite)구조를 보였다. 밀봉재료로는 pyrex ring을 사용하여 가스누출 실험 및 산소투과 분석을 하였다. 산소투과량 분석은 $850{\sim}950^{\circ}C$범위에서 측정되었다. 산소투과실험 결과, 투과량은 온도증가에 따라 0.15에서 $0.32mL/cm^2{\cdot}min$로 증가하였다. $PrBa_{0.9}Sr_{0.1}Co_2O_{5+{\delta}}$ oxide was synthesized by soild state reaction method. Dense ceramic membrane was prepared using as-prepared powder by pressing and sintering at $1250^{\circ}C$. XRD result of membrane showed double perovskite structure. Leakage and oxygen permeation test were conducted on the membrane sealed by pyrex ring as a sealing material. Oxygen permeation was measured in the temperature range from 850 to $950^{\circ}C$. The oxygen flux of $PrBa_{0.9}Sr_{0.1}Co_2O_{5+{\delta}}$ membrane was increased with the temperature from 0.15 to $0.32mL/cm^2{\cdot}min$.