Ультрадисперсные оксидные материалы для мембран и каталитических систем : этап 3

Abstract

Цель третьего этапа исследований: Изготовление и испытание лабораторных образцов мембран и катализаторов. Сопоставление и обобщение результатов анализа научно-информационных источников и проведенных теоретических и экспериментальных исследований. Оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Разработка рекомендаций по использованию результатов НИР при создании научно-образовательных курсов. Методическое обеспечение образовательного процесса. В ходе выполнения этапа 3 НИР получены следующие результаты: Для проведения испытаний лабораторных образцов мембран и катализаторов получены сложнооксидные фазы семейств перовскита, криолита (эльпасолита), браунмиллерита, BIMEVOX, которые охарактеризованы по составу, структуре, размерным характеристикам, площади удельной поверхности, транспортным свойствам. Проведены тестовые испытания керамики Ba3In2ZrO8 в качестве чувствительного элемента пароводяного сенсора резистивного типа. Получены стабильные, воспроизводимые характеристики, высокая чувствительность, малые времена отклика. Проведена апробация материала BIFEVOX как кислородпроводящей мембраны топливного элемента, и фазы Ba3In2ZrO8 как протон-проводящей мембраны для водород – воздушного топливного элемента (ТЭ), работающего при температурах 400-700°С. Для конверсии метана изготовлены и аттестованы газоплотные керамические мембраны трубчатой формы на основе La0.8Sr0.2FeO3. При T=850°C достигнута степень конверсии 96% и селективность 97%. Для каталитического окисления метана испытаны фазы Sr4Mn2Nb2O11, Sr4Cu2Nb2O11 и Sr5.66Cu0.14Nb2.20O11.30. Степень превращения метана при 750°С достигает 100%. Фазы обладают высокой химической стабильностью в восстановительной атмосфере и совмещают высокие транспортные свойства и термическую устойчивость. Разработаны учебно-методические комплексы (УМКД) трех новых дисциплин: «Мембраны для электрохимических устройств: получение и применение»; «Получение и изучение свойств катализаторов для защиты атмосферы от выбросов токсичных веществ»; УМКД «Электрохимические методы исследования свойств материалов». Подготовлены учебные пособия и описания лабораторного практикума по этим дисциплинам.