钙钛矿型混合导体透氧膜材料在氧气分离，膜催化和燃料电池等领域都有广阔的应用前景。但目前对于工业级COG制氢来说，混合导体透氧膜材料在透氧量方面还有待提高，因而方面的工作还需要进一步研究。国内外，在低氧分压侧（透氧膜催化氧化反应侧）表面进行涂层修饰，提高透氧膜的透氧率已经有较多研究报道。然而，在空气侧（高氧分压端）表面进行涂层修饰，提高透氧量的研究报道很少。对于具有良好透氧性能和化学稳定性能的BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3－δ(BCFN)透氧膜空气侧使用表面修饰，提高透氧率的研究工作尚无报道。对空气侧表面修饰提高透氧性能的机理方面研究不够深入。因此本文通过在BCFN膜片的空气侧表面修饰上一层多孔催化材料，分别研究了非对称BCFN透氧膜制备的工艺优化、不同涂层材料对BCFN膜片的表面改性情况及透氧机理。　　 采用共沉淀法成功制备了萤石型结构的Ce0.8Y0.2O1.9(YDC)和Ce0.8Sm0.2O19(SDC)粉体，由TEM结果可知，制备的粉体颗粒十几纳米，且分散均匀。通过XRD分析表明，经过改性后的透氧膜经过高温煅烧后空气侧的物相是涂层和基体物相的混合，没有新相生成，且结合拉曼光谱结果表明涂层对基体没有任何破坏。由SEM结果表明，采用直接浸渍法将纳米Ce0.8Y0.2O1.9浆料均匀涂敷在BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ混合导体透氧膜上，875℃高温煅烧后，制备出了具有多孔微观结构的表面改性BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ混合导体透氧膜，涂层颗粒细小，孔洞分布很均匀。随着煅烧温度升高到1000℃，涂层颗粒长大到200-300nm。通过超声波振荡实验结果表明，经950℃和1000℃焙烧涂层与透氧膜基体之间的粘结牢固，涂层不易脱落，具有良好的抗振荡性能。　　 本文对空气侧涂层材料YDC和SDC改性透氧膜经COG氧化重整实验后透氧膜空气侧相成分变化、微观结构以及在模拟COG的气氛下的透氧实验进行了深入的研究。在COG吹扫条件下，空气侧表面使用YDC和SDC多孔涂层后的BCFN透氧膜，在60ml·min-1～162ml·min-1流量范围内，透氧量都有明显提高，最大可提高24％左右。　　 对透氧实验前后的XRD结果分析表明，改性后的透氧膜经COG氧化重整实验后透氧膜空气侧涂层相仍是单一萤石型结构，但BCFN的钙钛矿主相都没有保持完整，有新相生成。通过SEM分析表明，YDC和SDC改性透氧膜经COG氧化重整实验后透氧膜空气侧微观结构虽然涂层颗粒长大，发生了部分烧结，孔洞部分消失，但整体仍是多孔结构。　　 通过研究BCFN和YDC的氧离子电导率和O2-TPD结果得出，和BCFN相比，YDC材料具有较低的氧离子迁移活化能和较强的氧气脱附能力。　　 TG实验结合热力学计算结果表明，标准状态下，随着温度的升高，Ce4+向低价态转变的分解反应的吉布斯自由能△G呈现降低的趋势。当样品变化到空气气氛，YDC的吸氧反应热峰面积很小，说明氧气进入YDC需要的能量低，YDC和BCFN相比，更易吸氧。　　 通过Ce3d XPS能谱结果可知，YDC涂层在氩气气氛和透氧实验后，都发生Ce4+→Ce3+之间的转变，为缺陷方程O2+4e+2Vacancies=2O2-提供电子，使缺陷更易向右进行。又通过电离能考察Ce、Co、Fe的提供电子的能力，由于Ce的电离能最小，则在相同的条件下Ce更容易产生电子。