JPH0134947B2 - - Google Patents

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JPH0134947B2
JPH0134947B2 JP56029942A JP2994281A JPH0134947B2 JP H0134947 B2 JPH0134947 B2 JP H0134947B2 JP 56029942 A JP56029942 A JP 56029942A JP 2994281 A JP2994281 A JP 2994281A JP H0134947 B2 JPH0134947 B2 JP H0134947B2
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JP
Japan
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oxygen
metal oxide
oxide composite
bismuth
strontium
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JP56029942A
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Japanese (ja)
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JPS57145068A (en
Inventor
Akinobu Yoshisato
Shizuo Azuma
Teizo Yamaji
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Publication of JPS57145068A publication Critical patent/JPS57145068A/en
Publication of JPH0134947B2 publication Critical patent/JPH0134947B2/ja
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸素透過性を有する金属酸化物複合
体に関する。更に詳しくは、ストロンチウム、ビ
スマス、およびコバルトそれぞれの酸化物よりな
り、電子導電性および酸素イオン導電性を有する
金属酸化物複合体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a metal oxide composite having oxygen permeability. More specifically, the present invention relates to a metal oxide composite comprising oxides of strontium, bismuth, and cobalt and having electronic conductivity and oxygen ion conductivity.

近時、膜法;吸着法等による分離技術の進歩発
展には著しいものがあり、そのうちのいくつか
は、工業的規模で実用化されいる。しかし実用化
されているのは海水の淡水化、工業廃液の処理、
食品の濃縮等の如く液一液分離もしくは液一固分
離であり、気一気分離即ち2種以上の混合ガスか
らの分離については、あまり実用化されていな
い。
In recent years, there has been remarkable progress in separation techniques using membrane methods, adsorption methods, etc., and some of them have been put into practical use on an industrial scale. However, what has been put into practical use is seawater desalination, industrial wastewater treatment,
Liquid-liquid separation or liquid-solid separation is used, such as when concentrating foods, and vapor separation, that is, separation from a mixture of two or more gases, has not been put to practical use very much.

ガスの分離が実用化しにくい理由としては、例
えば膜法の場合、選択透過性が小さいこと、即ち
特定の気体を選択的に通し、他の気体をほとんど
通さないという膜がないため、高純度の気体を得
るためには、膜分離を何度か繰り返す多段方式を
採用する必要があり、そのために装置が大きくな
りすぎることと、透過量が小さいため、大量のガ
スを生産できないことが主としてあげられる。
The reason why it is difficult to put gas separation into practical use is, for example, in the case of membrane methods, the permselectivity is low, that is, there are no membranes that selectively allow certain gases to pass through while almost all other gases pass through. In order to obtain gas, it is necessary to adopt a multi-stage method in which membrane separation is repeated several times, which makes the equipment too large, and the amount of permeation is small, making it impossible to produce a large amount of gas. .

従来、気体分離用膜として、知られているもの
は主として、有機高分子膜であり、例えば、オル
ガノポリシロキサン−ポリカ−ボネート共重合体
膜を用い、空気中の酸素を分離する方法がある。
しかし、かような有機高分子膜を用いて空気から
分離できる酸素濃度は30〜40%程度で選択性に乏
しい。さらにかような気体分離に用いる有機高分
子膜は、耐熱性が悪いために、例えば、酸素の場
合、工業的に廃熱を利用した高炉送風用、燃焼補
助用分離膜として、用いるには不適当である。
Conventionally, what is known as a gas separation membrane is mainly an organic polymer membrane. For example, there is a method of separating oxygen from the air using an organopolysiloxane-polycarbonate copolymer membrane.
However, the oxygen concentration that can be separated from air using such an organic polymer membrane is about 30 to 40%, which is poor selectivity. Furthermore, organic polymer membranes used for such gas separation have poor heat resistance, so in the case of oxygen, for example, they are not suitable for industrial use as separation membranes for blowing blast furnace air or combustion auxiliary membranes using waste heat. Appropriate.

有機高分子膜による分離の他に、酸素富化方法
として米国特許第3310381号明細書記載のBaO或
いは西ドイツ特許公開第2450605号明細書記載の
Ce−Pr酸化物などの金属酸化物またはモレキユ
ラーシープを用いる吸脱着法が知られているが、
このような吸脱着法では、酸素の吸着及び脱離の
工程を必要とし設備が複雑となり、経済的に不利
を免れない。
In addition to separation using organic polymer membranes, oxygen enrichment methods include BaO described in U.S. Pat.
Adsorption/desorption methods using metal oxides such as Ce-Pr oxide or molecular sheep are known, but
Such an adsorption/desorption method requires steps for adsorption and desorption of oxygen, and requires complicated equipment, which is economically disadvantageous.

また米国特許第3400054号明細書記載の如く式
(ZrO21x(CaO)x〔X=0.05〜0.3〕で示される
ような固体電解質を用いて酸素分離を行う方法が
知られている。
Further, as described in US Pat. No. 3,400,054, a method of separating oxygen using a solid electrolyte represented by the formula (ZrO 2 ) 1 x (CaO) x [X=0.05 to 0.3] is known.

この分離方法は、固体電解質の酸素イオン導電
性を利用し、混合気体中の酸素を電気化学的に透
過させるという原理に基づくものである。すなわ
ち、この方法は固体電解質の片面でイオン化させ
た酸素イオンを固体電解質中を通して泳動させ、
他面で放電させて、酸素ガスを得る方法である。
このために必要な酸素のイオン化および、放電は
固体電解質両面に取付けた外部回路を通して、電
気的に短絡した電極で行なわせている。
This separation method is based on the principle of electrochemically permeating oxygen in a gas mixture by utilizing the oxygen ion conductivity of a solid electrolyte. In other words, this method allows oxygen ions ionized on one side of a solid electrolyte to migrate through the solid electrolyte,
This is a method to obtain oxygen gas by discharging on the other side.
The ionization and discharge of oxygen necessary for this purpose are carried out by electrically shorted electrodes through an external circuit attached to both sides of the solid electrolyte.

かような方法では、固体電解質、電極材料、酸
素ガスの3相が相接する点でのみ、電極反応が起
こらず有効面積が小さく、酸素ガス、透過量が少
なくなり、かつ電極と電解質の固体接触が経時的
に劣化し安定性が悪いという欠点を有し、しかも
装置が複雑になり経済的に不利である。上記特許
記載の酸素分離方法において、電極並びに外部回
路の取付けを必要とする理由は該分離方法におい
て、用いられる固体電解質の電子導電性が、酸素
イオン導電性に比べ非常に小さいためである。
In such a method, the electrode reaction does not occur only at the point where the three phases of solid electrolyte, electrode material, and oxygen gas meet, and the effective area is small, and the amount of oxygen gas and permeation is small. This method has disadvantages in that the contact deteriorates over time and is unstable, and the device is complicated, which is economically disadvantageous. The reason why the oxygen separation method described in the above-mentioned patent requires the attachment of electrodes and external circuits is that the electronic conductivity of the solid electrolyte used in the separation method is very small compared to the oxygen ion conductivity.

そこで本発明者らは、電極並びに外部回路の取
付を必要とせずに、上記電極反応が充分に起こり
得るに必要な電子導電性をも有し、かつ酸素イオ
ン導電性を有する、固体電解質であり、高純度の
酸素を分離し、かつ廃熱等を利用し、高温状態で
工業的に使用し得る分離膜を開発すべく、鋭意研
究した結果、本発明に到達した。
Therefore, the present inventors have developed a solid electrolyte that has the electronic conductivity necessary for the electrode reaction to occur sufficiently without the need for attaching electrodes or external circuits, and also has oxygen ion conductivity. The present invention was achieved as a result of intensive research aimed at developing a separation membrane that can separate high-purity oxygen, utilize waste heat, etc., and can be used industrially at high temperatures.

すなわち本発明は、ランタン、ビスマスおよび
コバルトの酸化物よりなり、電子導電性および酸
素イオン導電性を有する金属酸化物複合体に関す
る。
That is, the present invention relates to a metal oxide composite made of lanthanum, bismuth and cobalt oxides and having electronic conductivity and oxygen ion conductivity.

本発明における金属酸化物複合体は、ストロン
チウム、ビスマスおよびコバルトの酸化物よりな
り、各原子の組成はコバルト1g原子に対しスト
ロンチウムは0.1〜10g原子、ビスマスは0.7〜8
g原子の範囲が適当である。また、該金属酸化物
複合体が電子導電性および酸素イオン導電性を得
るためにはコバルトのg原子数に対するストロン
チウムおよびビスマスのg原子数の割合は0.35〜
15、好ましくは0.5〜10の範囲が望ましく、さら
にストロンチウムのg原子数に対するビスマスの
g原子数のは0.2〜15、好ましくは0.4〜10の範囲
が望ましい。
The metal oxide complex in the present invention is composed of oxides of strontium, bismuth, and cobalt, and the composition of each atom is 0.1 to 10 g atoms of strontium and 0.7 to 8 g atoms of bismuth per 1 g atom of cobalt.
A range of g atoms is suitable. In addition, in order for the metal oxide composite to obtain electronic conductivity and oxygen ion conductivity, the ratio of the number of g atoms of strontium and bismuth to the number of g atoms of cobalt is from 0.35 to
The number of g atoms of bismuth relative to the number of g atoms of strontium is desirably in the range of 0.2 to 15, preferably 0.4 to 10.

該金属酸化物複合体は通常の方法により調製す
ることができる。この方法の1つとして、ストロ
ンチウム、ビスマス、コバルトの各々の金属原子
を含む化合物、殊に後述する焼成より酸化物に転
換し得る化合物、例えば、酸化ストロンチウム、
酸化ビスマス、酸化コバルトの如き酸化物、ある
いは、好ましくは硝酸塩、炭酸塩、であるが他に
硫酸塩、リン酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、シユウ
酸塩等の有機酸塩、塩化物、臭化物、ヨウ化物等
のハロゲン化物、あるいは水酸化物、オキシハロ
ゲン化物を所望の割合で混合し、焼成する方法が
ある。
The metal oxide composite can be prepared by conventional methods. One method for this method is to use compounds containing metal atoms of strontium, bismuth, and cobalt, especially compounds that can be converted into oxides by firing as described below, such as strontium oxide,
Oxides such as bismuth oxide and cobalt oxide, or preferably nitrates and carbonates, but also inorganic acid salts such as sulfates and phosphates, organic acid salts such as acetates and oxalates, and chlorides. There is a method in which halides such as bromides and iodides, hydroxides, and oxyhalides are mixed in a desired ratio and fired.

また、上記記載の、それぞれの金属の塩の混合
水溶液を、アンモニア水等のアルカリ水溶液で、
加水分解する、いわゆる共沈澱法により調製した
後焼成してもよい。さらにそれぞれの金属の混合
物または合金を酸化し、焼成する等の方法があげ
られる。
In addition, a mixed aqueous solution of each of the metal salts described above is mixed with an alkaline aqueous solution such as aqueous ammonia,
It may be prepared by hydrolysis, a so-called co-precipitation method, and then calcined. Further examples include methods such as oxidizing and firing a mixture or alloy of each metal.

いずれの方法においても、本発明の金属酸化物
複合体を得る場合には、通常焼成温度は、酸化雰
囲気下で400〜1300℃、好ましくは400〜1200℃の
範囲が適当である。
In either method, when obtaining the metal oxide composite of the present invention, the firing temperature is usually in the range of 400 to 1300°C, preferably 400 to 1200°C in an oxidizing atmosphere.

かくして得られる金属酸化物複合体は、ストロ
ンチウム、ビスマスおよびコバルトが何らかの化
学結合力、物理結合力により緻密に結合した構造
のものであり、該金属酸化物複合体を構成する3
つの金属酸化物成分の組合せに特有の結晶構造を
有しており特有のX線回折パターンを示すことが
確認されている。而して本発明の金属酸化物複合
体についてのX線回折パターン(CuKの線)の
特徴的ピークを示せば次の通りである。
The metal oxide complex thus obtained has a structure in which strontium, bismuth and cobalt are tightly bound together by some chemical bonding force or physical bonding force, and the three constituting the metal oxide complex are
It has been confirmed that the combination of two metal oxide components has a unique crystal structure and a unique X-ray diffraction pattern. The characteristic peaks of the X-ray diffraction pattern (CuK line) of the metal oxide composite of the present invention are as follows.

回折角(2θ) 相対強度 (2θ=28.2のピークを100として) 26.1 1〜 20 26.7 5〜 50 28.2 100 28.8 10〜200 30.0 5〜100 30.4 5〜100 36.4 1〜 50 45.8 1〜 70 49.4 1〜 50 54.8 1〜 70 かくして本発明のストロンチウム、ビスマスお
よびコバルトの酸化物よりなる金属酸化物複合体
は酸素イオン導電性を有し、かつ電子導電性を有
する、いわゆる電子−酸素イオン混合導電性の固
体電解質である。
Diffraction angle (2θ) Relative intensity (2θ=28.2 peak as 100) 26.1 1~ 20 26.7 5~ 50 28.2 100 28.8 10~200 30.0 5~100 30.4 5~100 36.4 1~ 50 45.8 1~ 70 49.4 1~ 50 54.8 1 to 70 Thus, the metal oxide composite of the present invention comprising oxides of strontium, bismuth, and cobalt has oxygen ion conductivity and electronic conductivity, so-called a so-called electron-oxygen ion mixed conductive solid. It is an electrolyte.

酸素イオン導電性は、通常酸素イオン導電率で
表わされ、電子導電性は、電子導電率で表わすこ
とができる。。これら導電率は、通常の方法例え
ば電気化学39 665(1971)記載の交流ブリツジ
法、四端子法等によつて測定される。また酸素イ
オン導電率と電子導電率に比は同文献記載の酸素
イオン輸率の測定等により求めることができる。
Oxygen ion conductivity is usually expressed by oxygen ion conductivity, and electronic conductivity can be expressed by electronic conductivity. . These conductivities are measured by conventional methods such as the AC bridge method and the four-terminal method described in Electrochemistry 39 665 (1971). Further, the ratio between the oxygen ion conductivity and the electronic conductivity can be determined by measuring the oxygen ion transfer number described in the same document.

本発明におけるストロンチウム、ビスマスおよ
びコバルト酸化物よりなる金属酸化物複合体の酸
素イオン導電率は、組成比により異なるが通常
400〜1100℃の温度で1×10-4Ω-1cm-1以上、好ま
しくは1×10-4Ω-1cm-1以上、特に好ましくは1
×10-3Ω-1cm-1以上、電子導電率は1×10-2Ω-1cm
-1以上、好ましくは1×10-1Ω-1cm-1以上、特に
好ましくは5×10-1Ω-1cm-1以上である。
The oxygen ion conductivity of the metal oxide composite composed of strontium, bismuth and cobalt oxides in the present invention varies depending on the composition ratio, but is usually
1×10 -4 Ω -1 cm -1 or more, preferably 1×10 -4 Ω -1 cm -1 or more, particularly preferably 1 at a temperature of 400 to 1100°C
×10 -3 Ω -1 cm -1 or more, electronic conductivity is 1 × 10 -2 Ω -1 cm
-1 or more, preferably 1×10 −1 Ω −1 cm −1 or more, particularly preferably 5×10 −1 Ω −1 cm −1 or more.

本発明において、金属酸化物複合体を酸素分離
用として用いる場合には、電子導電率の酸素イオ
ン導電率に対する割合は0.1以上であることが好
ましい。
In the present invention, when the metal oxide composite is used for oxygen separation, the ratio of electronic conductivity to oxygen ion conductivity is preferably 0.1 or more.

尚、本発明における固体電解質中に、該固体電
解質の電子−イオン混合導電性を損なわない限り
においてストロンチウム、ビスマス、コバルト以
外の金属等の不純物を含有していてもさしつかえ
ない。
The solid electrolyte of the present invention may contain impurities such as metals other than strontium, bismuth, and cobalt as long as they do not impair the electron-ion mixed conductivity of the solid electrolyte.

本発明における金属酸化物複合体を、酸素分離
用として用いる場合、層状にして、中でも膜とし
て使用することが好ましく、前記記載の調整方法
によつて得られた金属酸化物複合体を成膜しても
よく、あるいは金属酸化物複合体の調製と成膜を
兼ねた方法をとることもできる。これらの成膜方
法としては、例えばペレツト、シート状等の固形
物を切断、研磨等の機械的加工により成膜しても
よく、粉末状のものを加圧成形あるいはペースト
状にして多孔性支持体上に塗布し、焼結させるな
どの方法がある。
When the metal oxide composite of the present invention is used for oxygen separation, it is preferable to use it in a layered form, especially as a membrane. Alternatively, a method that combines the preparation of the metal oxide composite and the film formation may be used. These films can be formed by mechanical processing such as cutting or polishing a solid material such as a pellet or sheet, or by press-molding a powder or forming a paste into a porous support. There are methods such as applying it on the body and sintering it.

さらに、真空蒸着法、アセチレン溶射法、プラ
ズマジエツト法、反応性スパツタリング法、化学
気相蒸着法(C.V.D法)、化学スプレー法、合金
メツキの酸化等の成膜方法があげられる。
Further, film forming methods include vacuum evaporation, acetylene spraying, plasma jetting, reactive sputtering, chemical vapor deposition (CVD), chemical spraying, and oxidation of alloy plating.

尚成形の際に、必要に応じて充てん剤、補強材
質を用いてもよく、また該金属酸化物複合体を、
気体分離用膜として、用いる場合、単独で用いて
もよく、また必要に応じて、多孔性支持体を用い
た複合膜としても使用できる。
In addition, during molding, fillers and reinforcing materials may be used as necessary, and the metal oxide composite may be
When used as a gas separation membrane, it may be used alone or, if necessary, as a composite membrane using a porous support.

該多孔性支持体としては、ステンレス、ブロン
ズ等の多孔性金属板または焼結体並びにそれらの
複合体、多孔性シリカアルミナ、多孔性アルミ
ナ、多孔性マグネシア等の多孔性酸化物焼結体、
窒化ホウ素等の窒化物焼結体、炭化ケイ素等の炭
化物焼結体等があげられる。
Examples of the porous support include porous metal plates or sintered bodies such as stainless steel and bronze, and composites thereof, porous oxide sintered bodies such as porous silica alumina, porous alumina, and porous magnesia;
Examples include sintered nitrides such as boron nitride, sintered carbides such as silicon carbide, and the like.

上記記載の成形方法によつて得られる金属酸化
物複合体の層の厚みは、通常10-3〜10+4μであり、
該金属酸化物複合体より主としてなる層を、酸素
分離用膜として用いる場合、分離した酸素が特に
高純度であることを必要としない場合は、多少の
通気孔を有していても良い。
The thickness of the metal oxide composite layer obtained by the above-described molding method is usually 10 −3 to 10 +4 μ,
When a layer mainly composed of the metal oxide composite is used as an oxygen separation membrane, it may have some ventilation holes if the separated oxygen does not need to be of particularly high purity.

本発明における、金属酸化物複合体は、酸素イ
オン導電性及び電子導電性を有することから酸素
を含有する混合気体中の酸素を選択的に分離する
気体分離用層殊に膜として使用できる。
In the present invention, the metal oxide composite has oxygen ion conductivity and electronic conductivity, and therefore can be used as a gas separation layer, especially a membrane, for selectively separating oxygen in a mixed gas containing oxygen.

本発明において、該金属酸化物複合体を用い
て、混合気体中の酸素を分離するためには、該金
属酸化物複合体より主としてなる層の片側または
両側に気密室を設け、一方の室に酸素ガスを含有
する混合気体を供給し、その酸素分圧よりも他室
の酸素分圧が低くなるように両室の条件を設定す
る。例えば、一方の室を常圧又は加圧状態にし
て、他室を減圧にする方法、また一方の室を加圧
して他室を常圧にする方法、あるいはまた両室共
に常圧であるが、一方の室には他室の酸素分圧よ
りも小さい酸素分圧を有する気体を供給する方法
等により、低酸素分圧側に選択的に酸素を分離す
ることができる。該金属酸化物複合体を酸素分離
膜として使用する温度は通常300〜1100℃、好ま
しくは400〜1000℃である。
In the present invention, in order to separate oxygen in a mixed gas using the metal oxide composite, an airtight chamber is provided on one or both sides of the layer mainly composed of the metal oxide composite; A mixed gas containing oxygen gas is supplied, and the conditions in both chambers are set so that the oxygen partial pressure in the other chamber is lower than the oxygen partial pressure. For example, one chamber may be at normal pressure or pressurized while the other chamber is at reduced pressure, one chamber may be pressurized and the other chamber may be at normal pressure, or both chambers may be at normal pressure. Oxygen can be selectively separated to the low oxygen partial pressure side by, for example, supplying a gas having a lower oxygen partial pressure to one chamber than the other chamber. The temperature at which the metal oxide composite is used as an oxygen separation membrane is usually 300 to 1100°C, preferably 400 to 1000°C.

また、該固体電解質層の形態としては、平膜、
管状膜等用途に応じて種々の形態を取り得る。さ
らに酸素分離用膜として用いる場合の膜厚は通常
10-3〜104μであり、好ましくは10-2〜103μであ
る。
Further, the form of the solid electrolyte layer may be a flat film,
It can take various forms depending on the purpose, such as a tubular membrane. Furthermore, when used as an oxygen separation membrane, the film thickness is usually
It is 10 -3 to 10 4 μ, preferably 10 −2 to 10 3 μ.

以上の如く、本発明の金属酸化物複合体は気体
分離用膜として、非常に有用なものである。
As described above, the metal oxide composite of the present invention is extremely useful as a gas separation membrane.

以下実施例をあげて本発明を記述するが、これ
らに限定されるものではない。なお実施例中
「部」とあるのは「重量部」を意味する。
The present invention will be described below with reference to Examples, but it is not limited thereto. In the examples, "parts" means "parts by weight."

実施例 1 酢酸ストロンチウムSr(OAc)21/2H2O5.37部、
酸化ビスマスBi2O311.65部および酢酸コバルト
Co(OAc)24H2O6.23部を乳鉢にて粉砕混合し約
600℃で1時間焼成した後、再び粉砕混合し500
Kg/cm2にて成形した後850℃にて4時間焼結した。
この焼結体を再び粉砕混合し、2t/cm2の圧力で加
圧成形し、850℃で4時間焼結してストロンチウ
ム、ビスマス、コバルトの原子組成比が0.5:
1:0.5である金属酸化物複合体を得た。
Example 1 Strontium acetate Sr (OAc) 2 1/2H 2 O5.37 parts,
11.65 parts of bismuth oxide Bi 2 O 3 and cobalt acetate
Grind and mix 6.23 parts of Co(OAc) 2 4H 2 O in a mortar to approx.
After baking at 600℃ for 1 hour, grind and mix again.
After molding at Kg/cm 2 , it was sintered at 850°C for 4 hours.
This sintered body is pulverized and mixed again, pressure molded at a pressure of 2t/cm 2 , and sintered at 850℃ for 4 hours to achieve an atomic composition ratio of strontium, bismuth, and cobalt of 0.5:
A metal oxide composite with a ratio of 1:0.5 was obtained.

該金属酸化物複合体の800℃における電子導電
率は9.0Ω-1cm-1、酸素イオン導電率2.8X10-2Ω-1
cm-1であつた。尚該焼結体のX線回折(Cu、K
−α線)パターンは表に示す通りであつた。
The electronic conductivity of the metal oxide composite at 800°C is 9.0Ω -1 cm -1 and the oxygen ion conductivity is 2.8X10 -2 Ω -1
It was cm -1 . Furthermore, X-ray diffraction (Cu, K
-α line) The pattern was as shown in the table.

表 回折角(21θ) 相対強度(%) 26.1 18 26.7 33 28.2 100 28.8 66 30.0 58 30.4 46 36.4 16 45.8 32 49.4 28 54.8 32 実施例 2 実施例1で得られた金属複合酸化物を厚さ1.25
mm、高さ7.8mm、内径9.6の底のついた円筒状に成
形焼結した試料を用い円筒の外側に空気、内側は
30ml/mm(標準状態換算)の流速でアルゴンガス
を流し温度を800℃に高めた。アルゴンガス中の
酸素濃度をガスクロマトグフイーで分折した結
果、単位面積当り1秒間に8.94×10-4CC
(STP)/cm2・secの酸素が通過したことが確か
められた。
Table Diffraction angle (2 1 θ) Relative intensity (%) 26.1 18 26.7 33 28.2 100 28.8 66 30.0 58 30.4 46 36.4 16 45.8 32 49.4 28 54.8 32 Example 2 Thickness of the metal composite oxide obtained in Example 1 1.25
The sample was molded and sintered into a cylindrical shape with a bottom of 7.8 mm in height and 9.6 mm in inner diameter.
Argon gas was flowed at a flow rate of 30 ml/mm (converted to standard conditions) and the temperature was raised to 800°C. As a result of analyzing the oxygen concentration in argon gas using gas chromatography, it was found to be 8.94×10 -4 CC per unit area per second.
It was confirmed that (STP)/cm 2 ·sec of oxygen passed through.

実施例 3 酢酸ストロンチウムSr(OAc)21/2H2O2.68部、
酸化ビスマスBi2O311.65部、酢酸コバルトCo
(OAc)24H2Oを乳鉢にて粉砕混合し約600℃で1
時間焼成分解した。再び粉砕混合し500Kg/cm2
て成形した後850℃にて4時間焼結した。この焼
結体を再び乳鉢にて粉砕混合し、2t/cm2の圧力で
成形し850℃で時間焼結してストロンチウム、ビ
スマス、コバルトの原子組成比が0.25:1:0.75
である金属酸化物複合体を得た。
Example 3 Strontium acetate Sr (OAc) 2 1/2H 2 O2.68 parts,
Bismuth oxide Bi 2 O 3 11.65 parts, cobalt acetate Co
(OAc) 2 4H 2 O was ground and mixed in a mortar and heated to 1 at about 600℃.
Time-fired decomposition. The mixture was pulverized and mixed again, molded at 500 kg/cm 2 , and then sintered at 850° C. for 4 hours. This sintered body is pulverized and mixed again in a mortar, molded at a pressure of 2t/cm 2 and sintered at 850°C for a time to obtain an atomic composition ratio of strontium, bismuth, and cobalt of 0.25:1:0.75.
A metal oxide composite was obtained.

該金属酸化物複合体の800℃における電子導電
率は1.9×10-1Ω-1cm-1、酸素イオン導電率は3.0×
10-2Ω-1cm-1であつた。
The electronic conductivity of the metal oxide composite at 800°C is 1.9×10 -1 Ω -1 cm -1 , and the oxygen ion conductivity is 3.0×
It was 10 -2 Ω -1 cm -1 .

実施例 4 実施例3で得られた金属酸化物を厚さ1.00mm、
高さ9.0mm、内径10.4mm、外径12.4mmの底のついた
円筒状に成形焼結した試料を用い円筒の外側に空
気、内側は30ml/mm(標準状態換算)の流速でア
ルゴンガスを流し、温度を800℃に高めた。アル
ゴンガス中の酸素濃度をガスクロマトグラフイー
で分折した結果、単位面積当り単位時間に1.12×
10-3CC(STP)/cm2、secの酸素が通過したこと
が確かめられた。
Example 4 The metal oxide obtained in Example 3 was coated with a thickness of 1.00 mm.
Using a sample molded and sintered into a cylindrical shape with a bottom of 9.0 mm in height, 10.4 mm in inner diameter, and 12.4 mm in outer diameter, air was applied to the outside of the cylinder, and argon gas was applied to the inside at a flow rate of 30 ml/mm (converted to standard conditions). The temperature was raised to 800°C. As a result of analyzing the oxygen concentration in argon gas using gas chromatography, it was found that the concentration of oxygen in argon gas was 1.12× per unit area per unit time.
It was confirmed that 10 -3 CC (STP)/cm 2 , sec of oxygen passed through.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 各原子の組成が、コバルト1g原子に対しス
トロンチウムは0.1〜10g原子、ビスマスは0.7〜
8g原子であるストロンチウム、ビスマスおよび
コバルトの酸化物よりなり、電子導電性および酸
素イオン導電性を有する金属酸化物複合体。 2 該電子導電性が電子導電率1×10-2Ω-1cm-1
以上である特許請求の範囲第1項記載の金属酸化
物複合体。 3 該酸素イオン導電性が酸素イオン導電率1×
10-4Ω-1cm-1以上である特許請求の範囲第1項記
載の金属酸化物複合体。
[Claims] 1. The composition of each atom is 0.1 to 10 g atoms of strontium and 0.7 to 10 g atoms of bismuth per 1 g atom of cobalt.
A metal oxide composite consisting of 8g atoms of strontium, bismuth and cobalt oxides and having electronic conductivity and oxygen ion conductivity. 2 The electronic conductivity is 1×10 -2 Ω -1 cm -1
The metal oxide composite according to claim 1, which is the above. 3 The oxygen ion conductivity is oxygen ion conductivity 1×
The metal oxide composite according to claim 1, which has a resistance of 10 -4 Ω -1 cm -1 or more.
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