CN109836153A - 一种CeO2基混合导体材料及其在氢分离膜反应器中的应用 - Google Patents

一种CeO2基混合导体材料及其在氢分离膜反应器中的应用 Download PDF

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Abstract

一种CeO2基混合导体材料及其在氢分离膜反应器中的应用，包含单相萤石结构氧化物或和其他氧化物复合的双相或多相材料，其具有如下表达式所示的结构组成：(100‑x)mol％Ce1‑yLnyO2‑y/2‑x mol％AO；式中0≤x≤50，0.05≤y≤0.5；其中Ln选自镧系元素和Y、Zr、Ca、Cr、Fe、Al、Cu、Bi中的一种或几种；A选自Li、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Al、Ga、Si、Sn、Bi、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo等中的一种或几种。将本发明的CeO2基混合导体材料制备成致密陶瓷膜，可用于氢分离膜反应器制备高纯氢气。掺杂或复合的活性元素选用成本较低的非贵金属，且在较强还原气氛下稳定萤石相材料，同时具有较高的氢气分离性能，优于现有技术中的氢分离膜。

Description

一种CeO2基混合导体材料及其在氢分离膜反应器中的应用
技术领域
本发明属于膜技术分离领域，具体涉及一种CeO2基混合导体材料及其在氢分离膜反应器中的应用。
背景技术
氢气是一种清洁、高效、可持续的能源载体，在化学和化工行业得到广泛重视。氢气的生产主要来自天然气的水汽重整，煤气化，电解水，生物质气化。目前工业上90％的氢气是通过化石原料的水汽重整和水气变换反应制备而来,难免含少量CO、CO2等杂质。但像电子、半导体、燃料电池等行业都需要使用高纯氢气。氢气的分离纯化至关重要。
膜分离法能耗低、可实现连续分离、易放大、生产效率高，受到广泛关注。鉴于氢气在工业上的重要作用，氢分离膜反应器的研究日益增多。聚合膜的氢气分离系数和透量均较低。微孔陶瓷膜的透量较高，但分离系数较低。致密金属膜(Pd膜或Pd合金膜)的氢气选择性理论上可达100％。但Pd膜的成本高，存在氢脆和在CO2、H2O气氛下稳定性降低的问题，限制了其广泛应用。混合质子导体膜的氢气选择性理论上也可达100％，但透量特别低，在900℃通常小于1mL cm-2min-1。常见的质子导体陶瓷膜有Ba(Zr,Ce)O3基和La6WO12基致密陶瓷膜，其中，传统的Ba(Zr,Ce)O3类质子导体具有最高的质子电导率，但其在含H2O和CO2的气氛中结构稳定性差。
利用混合导体透氧膜反应器进行氢分离是目前纯化氢气的新方法。其原理是在混合导体透氧膜的一侧通入水蒸气，另一侧用低纯度的氢气作为吹扫气。水在高温下分解成氢气和氧离子，氧离子定向地迁移至低氧化学势侧的吹扫气侧，然后和吹扫气侧的低纯度的氢气反应，同时也加快了膜另一侧的水分解反应。这样在膜的水蒸气侧就可以得到氢气，且产生的氢气等于吹扫气侧消耗的等价的氢气，从而实现了氢分离。这种膜反应器的氢气选择性理论上是100％。这种氢分离膜反应器所使用的混合导体透氧陶瓷膜应该具有在还原气氛下的高稳定性和高氢气分离性能。
在氢分离膜反应器中，要求材料具有较高的离子和电子电导率。CeO2基氧化物有较高的氧离子电导率。我们发现在低氧分压下(<10-15atm)，CeO2基氧化物中的Ce4+被还原为Ce3+，有较高的电子电导率。CeO2基混合导体材料在氢分离膜反应器中有较高的氢分离性能。由于在还原气氛下，Ce4+被还原为Ce3+，晶格膨胀，在运行过程中可能存在碎裂的问题。通过掺杂不同元素或者加入另一相氧化物来调节电导率，同时另一相氧化物可以作为烧结助剂和稳定剂，使膜反应器稳定运行。本发明类型的CeO2基混合导体陶瓷膜在还原气氛下的稳定性高，组成可灵活设计，在氢分离膜反应器中有很大的应用前景。
发明内容
为解决现有技术中用于氢分离的膜存在的稳定性低、成本高的问题，本发明提供一种CeO2基混合导体材料，包含单相萤石结构氧化物或和其他氧化物复合的双相或多相材料，可制备成膜用于氢分离，具有分离效果好，稳定性高，成本低的特点。
本发明的技术目的通过以下技术方案实现：
本发明第一方面的目的是提供一种CeO2基混合导体材料，所述材料包含单相萤石结构氧化物或和其他氧化物复合的双相或多相材料，所述材料的主相为萤石结构；其具有如下表达式所示的结构组成：(100-x)mol％Ce1-yLnyO2-y/2-x mol％AO；式中0≤x≤50，0.05≤y≤0.5；其中Ln选自镧系元素和Y、Zr、Ca、Cr、Fe、Al、Cu、Bi中的至少一种；A选自Li、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Al、Ga、Si、Sn、Bi、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo中的至少一种。
进一步地，上述的CeO2基混合导体材料中，0≤x≤40，0.05≤y≤0.5。作为更具体的实施方式，0≤x≤30。
进一步地，上述的CeO2基混合导体材料中，作为更具体的实施方式，Ln选自Sm、Y、Gd、Pr、La、Nd、Bi中的任意一种或几种。
进一步地，上述的双相透氧陶瓷膜材料中，作为更具体的实施方式，A为Fe、Al、Ca、Ni、Mn、Zn和Cu中的任意一种或几种。
在更为具体的实施方式中，本发明上述双相透氧陶瓷膜材料选自具有以下表达式所示的结构组成的物质中的一种：
100mol％Ce0.8Sm0.2O1.9、
100mol％Ce0.6Y0.4O1.8、
100mol％Ce0.5La0.5O1.75、
100mol％Ce0.7Sm0.2Ca0.1O1.8、
100mol％Ce0.6Sm0.3Bi0.1O1.8、
90mol％Ce0.85Sm0.15O1.925-10mol％Fe2O3、
80mol％Ce0.7Sm0.3O1.85-20mol％Al2O3、
96mol％Ce0.6Sm0.4O1.8-4mol％ZnO、
76mol％Ce0.8Sm0.2O1.9-24mol％NiO、
94mol％Ce0.7Gd0.3O1.85-6mol％SrO、
85mol％Ce0.8Pr0.2O1.9-6mol％CuO-9mol％MnO、
或80mol％Ce0.5La0.5O1.75-5mol％Fe2O3-15mol％Al2O3。
一种CeO2基混合导体材料的制备方法，包括以下步骤：
(A)按CeO2基混合导体材料的结构表达式所示组成，计算所需碳酸铵沉淀剂的量，按其过量1～3倍配成碳酸铵溶液；
(B)按CeO2基混合导体材料的结构表达式所示组成取各金属硝酸盐，混合溶解成水溶液；
(C)将步骤(B)得到的溶液倒入步骤(A)的碳酸铵溶液中，保持溶液pH值为8～10，搅拌陈化；
(D)将步骤(C)得到的沉淀抽滤或离心，洗涤，干燥，
(E)在500-1000℃焙烧得到所述的CeO2基混合导体材料。
所述焙烧时间为：3-6h。
本发明第二方面的技术目的是提供以上CeO2基混合导体材料陶瓷膜在氢分离中的应用。
在上述CeO2基混合导体材料陶瓷膜在氢分离中的应用中，具体的操作方法是：在所述致密陶瓷膜的两侧涂上水分解催化剂，将其密封于膜反应器中，膜的一侧通入水蒸气，另一侧用低纯度的氢气作为吹扫气；水分解产生的氧离子透过膜，与低纯度氢气反应，促进反应侧的水分解反应，并使反应侧的氢气得以分离，获得高纯度氢。
本发明的CeO2基混合导体材料包含单相萤石结构氧化物或和其他氧化物复合的双相或多相材料，本发明通过在其萤石结构和氧化物结构中掺杂一些特定元素及控制组成中氧化物的比例，提供了一系列致密陶瓷膜的材料，将其用于水分解制氢反应中，可以分离出高纯度氢，其掺杂的活性元素为非贵金属，成本低，具有较高的氢气分离性能，且实验表明，其在200h的测试中稳定性良好，优于现有技术中的氢分离膜。
附图说明
图1是实施例1中所制备的材料的X射线衍射(XRD)谱图。
图2是实施例1中所制备的膜的扫描电镜(SEM)图；其中，a1、a2分别为实施例1中的膜的表面和截面扫描电镜(SEM)图。
图3是实施例2中制备的材料的X射线衍射(XRD)谱图。
图4是实施例2中所制备的膜的扫描电镜(SEM)图；其中，a1、a2分别为实施例2中的膜的表面和截面扫描电镜(SEM)图。
图5是实施例4中所制备的膜的扫描电镜(SEM)图；其中，a1、a2分别为实施例4中的膜的表面和截面扫描电镜(SEM)图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
在以下本发明的各实施例中所制备得到的CeO2基混合导体材料，制成膜进行氢分离评价时，膜两侧均有水分解催化剂，用Ag圈或Au圈密封在膜反应器上，膜一侧通入不同浓度的水蒸气，出口侧气体经过冷却液化、干燥后以气相色谱检测反应后所得气体中是否含有除氢气以外的气体，并测量氢气的流速。膜的另一侧通入不同浓度的氢气。
实施例1
用共沉淀法合成化学表达式为Ce0.8Sm0.2O1.9的膜材料，具体方法是：按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Sm、Ce各硝酸盐的量，混合Sm、Ce金属硝酸盐配成溶液。将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在600℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1400～1500℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜，即得所要的致密陶瓷膜。其XRD和SEM分别如图1和图2所示。
在膜两侧涂上10wt％Ni/Ce0.8Sm0.2O1.9催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到5.6mL cm-2min-1，在约200h的测试中稳定性良好。
实施例2
用共沉淀法合成化学表达式为Ce0.6Y0.4O1.8的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Y、Ce各硝酸盐的量，混合Y、Ce金属硝酸盐配成溶液。将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在700℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1400～1500℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜，即得所要的致密陶瓷膜。其XRD和SEM分别如图3和图4所示。
在膜两侧涂上10wt％Ni/Ce0.6Y0.4O1.8催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到6.0mL cm-2min-1。
实施例3
用共沉淀法合成化学表达式为Ce0.5La0.5O1.75的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量3倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算La、Ce各硝酸盐的量，混合La、Ce金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在700℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1400～1500℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上1wt％Ru/Ce0.5La0.5O1.75催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到7.1mL cm-2min-1。
实施例4
用共沉淀法合成化学表达式为Ce0.7Sm0.2Ca0.1O1.8的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量1倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Sm、Ce、Ca各硝酸盐的量，混合Sm、Ce、Ca金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在700℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1400～1500℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。其SEM分别如图5所示。
在膜两侧涂上1wt％Pt/Ce0.8Sm0.2O1.9催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到6.0mL cm-2min-1。
实施例5
用共沉淀法合成化学表达式为Ce0.6Sm0.3Bi0.1O1.8的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Sm、Ce、Bi各硝酸盐的量，混合Sm、Ce、Bi金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在800℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1300～1400℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上0.5wt％Ru-0.5wt％Cu-9wt％Ni/Ce0.8Sm0.2O1.9催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到5.8mL cm-2min-1。
实施例6
用共沉淀法合成化学表达式为90mol％Ce0.85Sm0.15O1.925-10mol％Fe2O3的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Sm、Ce、Fe各硝酸盐的量，混合Sm、Ce、Fe金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在800℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1300～1400℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上3wt％Fe-7wt％Ni/Ce0.8Sm0.2O1.9催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到5.6mL cm-2min-1。
实施例7
用共沉淀法合成化学表达式为80mol％Ce0.7Sm0.3O1.85-20mol％Al2O3的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Sm、Ce、Al各硝酸盐的量，混合Sm、Ce、Al金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在800℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1300～1400℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上10wt％Ni/Ce0.8Sm0.2O1.9催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到5.0mL cm-2min-1。
实施例8
用共沉淀法合成化学表达式为96mol％Ce0.6Sm0.4O1.8-4mol％ZnO的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Sm、Ce、Zn各硝酸盐的量，混合Sm、Ce、Zn金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在800℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1300～1400℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上5wt％Zn-5wt％Ni/Ce0.8Sm0.2O1.9催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到5.0mL cm-2min-1。
实施例9
用共沉淀法合成化学表达式为76mol％Ce0.8Sm0.2O1.9-24mol％NiO的膜材料，
按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Sm、Ce、Ni各硝酸盐的量，混合Sm、Ce、Ni金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在800℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1300～1400℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上10wt％Ni/Ce0.8Sm0.2O1.9催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到6.0mL cm-2min-1。
实施例10
用共沉淀法合成化学表达式为94mol％Ce0.7Gd0.3O1.85-6mol％SrO的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Sm、Gd、Sr各硝酸盐的量，混合Sm、Gd、Sr金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在900℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1300～1400℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上10wt％Ni/Ce0.7Gd0.3O1.85催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到4.9mL cm-2min-1。
实施例11
用共沉淀法合成化学表达式为85mol％Ce0.8Pr0.2O1.9-6mol％CuO-9mol％MnO的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Ce、Pr、Cu、Mn各硝酸盐的量，混合Ce、Pr、Cu、Mn金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在900℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1300～1400℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上5wt％Cu-5wt％Ni/Ce0.8Pr0.2O1.9催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到4.6mL cm-2min-1。
实施例12
用共沉淀法合成化学表达式为80mol％Ce0.5La0.5O1.75-5mol％Fe2O3-15mol％Al2O3的膜材料，按照上式计算沉淀剂碳酸铵的量，按过量2倍配制碳酸铵溶液。按照上式各元素比例计算Ce、La、Fe、Al各硝酸盐的量，混合Ce、La、Fe、Al金属硝酸盐配成溶液；将此金属硝酸盐溶液倒入碳酸铵溶液中，溶液pH值约在9～10，搅拌陈化3h。将所得沉淀抽滤，洗涤，并在80℃干燥。将粉体在900℃焙烧5h，得到膜材料。
将所得粉体在200～400MPa的压力下压片成型，然后将压好的生片在1300～1400℃烧结5h后，打磨成0.5mm厚的膜。
在膜两侧涂上2wt％Fe-8wt％Ni/Ce0.5La0.5O1.75催化剂，然后用Ag圈密封于氢分离膜反应器，其在900℃的氢气分离速率达到5.1mL cm-2min-1。
上述实施例可以列举许多，从申请人大量的试验数据证明，采用本发明技术方案所涉及的膜材料，可以得到良好的氢分离性能。

Claims (10)

1.一种CeO2基混合导体材料，其特征在于，所述材料的主相为萤石结构，其具有如下表达式所示的结构组成：(100-x)mol％Ce1-yLnyO2-y/2-x mol％AO；式中0≤x≤50，0.05≤y≤0.5；其中Ln选自镧系元素和Y、Zr、Ca、Cr、Fe、Al、Cu或Bi中的至少一种；A选自Li、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Al、Ga、Si、Sn、Bi、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb或Mo中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的CeO2基混合导体材料，其特征在于，在其结构组成表达式中，0≤x≤40，0.05≤y≤0.5。
3.根据权利要求2所述的CeO2基混合导体材料，其特征在于，在其结构组成表达式中，0≤x≤30。
4.根据权利要求1所述的CeO2基混合导体材料，其特征在于，在其结构组成表达式中，Ln选自Sm、Y、Gd、Pr、La、Nd或Bi中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的CeO2基混合导体材料，其特征在于，在其结构组成表达式中，A为Fe、Al、Ca、Ni、Mn、Zn或Cu中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1～5任意权利要求所述的CeO2基混合导体材料，其特征在于，其选自具有以下表达式所示的结构组成的物质中的一种：
100mol％Ce0.8Sm0.2O1.9、
100mol％Ce0.6Y0.4O1.8、
100mol％Ce0.5La0.5O1.75、
100mol％Ce0.7Sm0.2Ca0.1O1.8、
100mol％Ce0.6Sm0.3Bi0.1O1.8、
90mol％Ce0.85Sm0.15O1.925-10mol％Fe2O3、
80mol％Ce0.7Sm0.3O1.85-20mol％Al2O3、
96mol％Ce0.6Sm0.4O1.8-4mol％ZnO、
76mol％Ce0.8Sm0.2O1.9-24mol％NiO、
94mol％Ce0.7Gd0.3O1.85-6mol％SrO、
85mol％Ce0.8Pr0.2O1.9-6mol％CuO-9mol％MnO、
或80mol％Ce0.5La0.5O1.75-5mol％Fe2O3-15mol％Al2O3。
7.权利要求1～6任意一项所述的CeO2基混合导体材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(A)按CeO2基混合导体材料的结构表达式所示组成，计算所需碳酸铵沉淀剂的量，按其过量1～3倍配成碳酸铵溶液；
(B)按CeO2基混合导体材料的结构表达式所示组成取各金属硝酸盐，混合溶解成水溶液；
(C)将步骤(B)得到的溶液倒入步骤(A)的碳酸铵溶液中，保持溶液pH值为8～10，搅拌陈化；
(D)将步骤(C)得到的沉淀抽滤或离心，洗涤，干燥；
(E)在500-1000℃焙烧得到所述的CeO2基混合导体材料。
8.一种如权利要求1所述的CeO2基混合导体材料在氢分离中的应用。
9.根据权利要求8所述的CeO2基混合导体材料在氢分离中的应用，其特征在于，具体操作方法是：将CeO2基混合导体材料制备成致密陶瓷膜，在所述致密陶瓷膜的两侧涂上水分解催化剂，将其密封于膜反应器中，膜的一侧通入水蒸气，另一侧用低纯度的氢气作为吹扫气；水分解产生的氧离子透过膜，与低纯度氢气反应，促进反应侧的水分解反应，并使反应侧的氢气得以分离，获得高纯度氢。
10.根据权利要求8所述的CeO2基混合导体材料在氢分离的应用，其特征在于所述水分解催化剂为：以金属Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Rh、Pd、Ag或Pt中的一种或者几种为活性组分，掺杂的CeO2或者其他氧化物为载体的催化剂。
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