利用透氧膜（OPMs）提纯低纯度氢气是高纯氢气生产的一个很有前途的策略。在高温下，水会分解成氢和氧。氧气通过OPM渗透，并在膜的另一侧氧化废流中的氢。经过冷凝后在分水侧可以得到纯氢气。然而，现有的钴基和铁基OPMs由于还原气氛下Co和Fe离子的过度还原，因此在化学上具有不稳定性。

近日，中科院青岛能源所江河清研究员，德国汉诺威大学Jürgen Caro报道了用Ti取代Co和Fe离子制备了一种新型的双相金属氧化物膜，其组成为60 mol% Ce_0.9Pr_0.1O_2-δ — 40 mol% Pr_0.1Sr_0.9Mg_0.1Ti_0.9O_3-δ（CPO-PSM-Ti），用于H2的提纯。

文章要点

1）选择钛酸锶是基于钛离子从+4适度还原到+3，表现出有限的离子导电性和良好的电子导电性，并且在还原气氛下保持了立方钙钛矿结构。其次，Ce_0.9Pr_0.1O_2-δ（CPO）是一种著名的氧离子导体，在还原性气氛下表现出有限的电子电导率和优异的化学稳定性。在所设计的双相膜体系中，CPO和PSM-Ti相分别作为主要的氧离子导体和电子导体。

2）结果显示，在940 ºC下，产氢速率可达0.52 mL min-1 cm-2,180 h内未见CPO-PSM-TiM膜发生明显降解，表明该膜具有较强的稳定性。

CPO-PSM-Ti已证实的混合导电性和优异的稳定性使其在提纯低纯度氢气方面比现有的OPM具有潜在的优势。

Lujian Jia, et al, Hydrogen purification through dual-phase oxygen permeable membrane with excellent stability, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202010184

https://doi.org/10.1002/anie.202010184