Fabrication and Characterization of $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-\delta}$ Oxygen Permeation Membranes Prepared with Different Powders

$La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-\delta}$ 산소 투과 분리막의 제조 및 특성

We synthesized $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-\delta}$ powders by coprecipitation, citration and solid-state reactions. The oxygen permeation membranes were fabricated by cold isostatic pressing of the synthesized powders, followed by sintering in air. All powders and membranes consist of perovskite phases. The coprecipitated powders showed the highest surface area ($7.5m^2/g$) but strontium deficiency was found during washing and filtering in the process. The membrane with lower relative density was fabricated by citration method. On the other hand, solid state reacted powders had high relative density (95%), and mechanical properties showed superior properties. Especially, the composition of the solid-state reacted powders was relatively well-controlled.

공침법, 구연산법 그리고 고상 반응법을 이용하여 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-\delta}$ 분말을 합성하고 정수압 성형 후 대기 중에서 소결하여 산소 투과 분리막을 제조하였다. 모든 분말 및 소결체는 페롭스카이트 결정구조를 보였다. 분말의 비표면적은 공침 분말이 가장 높은 값($7.5m^2/g$)을 보였지만 Sr원소의 유실이 일어났고 구연산법은 상대적으로 낮은 밀도를 나타내었다. 고상 반응법은 가장 작은 비표면적을 갖는 분말이 제조되었으나 상대밀도 95%이상의 치밀한 분리막을 제조할 수 있었고 기계적 특성에서도 상대적으로 우수한 성질을 보였다. 특히 6 : 4 : 2 : 8의 몰비의 조성제어가 상대적으로 용이하였다.