近日，中科院大连化学物理研究所研究员杨维慎与副研究员朱雪峰在低温稳定混合导体透氧膜方面的研究工作取得新进展，相关成果以快讯形式发表在德国《应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。
混合导体透氧膜在氧气分离技术方面具有独特的优势，如分离选择性高、能耗低、过程简单、设备投资小等，不仅可用于小规模制氧，更适合大规模制氧。混合导体透氧膜技术可与众多重要化工过程集成获得更高的氧气分离效率，如：煤气化、钢铁冶炼、垃圾焚烧、选择催化氧化等。
但是，高操作温度（800℃~1000℃）带来的高温密封难题以及对耐高温氧化钢材的依赖已经成为限制透氧膜技术发展的瓶颈。因为在低温下运行膜组件不仅可降低膜组件成本和克服高温密封的难题，还有利于大幅降低氧气分离能耗。但是众多实验研究表明，混合导体透氧膜在低温区间渗透通量会随时间快速衰减，现有的机理并不能解释所有膜的衰减现象。
该小组在国际上首次发现了膜材料中痕量硫杂质（< 20 ppm）在氧化学势梯度下会定向迁移至膜的渗透侧富集，从而导致膜表面氧交换速率下降和渗透通量衰减的现象，并提出了硫杂质迁移的输运机理。根据该衰减机理，首次提出了简单且广泛适用的解决方法，实现了膜在低温区间的长时间稳定运行。上述研究成果有望显著推动透氧膜技术的发展以及解决其在众多重要化工过程中的实际应用。
该研究得到了国家自然科学基金委员会和催化基础国家重点实验室相关项目的资助。（来源：中国科学报 刘万生）
