钙钛矿型混合导体透氧膜是高温气体分离和膜催化反应中一类重要的无机膜，在纯氧的分离以及甲烷重整制氢反应器等方面有着十分诱人的应用前景。对于透氧膜材料，如何提高其透氧能力，解决工作情况下的稳定性等问题是其实现工业化应用的关键。本文对钙钛矿型混合导体的研究概况进行了综述，主要针对材料的种类、透氧性能以及稳定性做了详细的回顾，并提出了本文的研究方向，即BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料的表面性能研究。　　 在实验室前期工作基础上，借助于X射线衍射(XRD)，扫描电子显微镜分析(SEM)、定温氧的吸脱附实验、O－TPD、透氧评价实验以及电弛豫实验等多种分析测试手段对BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料的表面性能进行了深入研究及探索，从材料的制备、表面交换速率比较、稳定性评价以及动力学参数拟合等几方面入手，详细描述了BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3.δ材料的表面性能与成分、温度以及所处环境之间的关系。　　 第二章中，详细介绍了采用固相反应的方法合成BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ粉体(x=0.08、0.10、0.12和0.14)的过程，并用XRD、O－TPD及粒度分析等手段对粉体性质进行了表征。通过模压成型及石膏模浇注成型法制备了片、条、柱三种不同形状的BCFN试样，并通过烧结使其完全成型。　　 在本文第三章，采用了定温吸脱附实验以及H2吹扫的透氧量评价实验，对氧在不同成分的BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料表面的吸脱附性能进行研究。结果表明当透氧过程的限制性环节为表面交换时，材料成分中的Nb元素不利于氧在BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料表面的交换行为，其原因主要是Nb与氧的键能较强，氧被牢牢的束缚于晶格中，脱附需要更大的活化能。　　 第四章主要对BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料的表面稳定性能进行评价。实验表明，随着材料成分中Nb含量的减少，材料在还原气氛中的表面稳定性能逐渐下降，说明Nb有助于BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料的表面抗还原性能。这主要是因为Nb本身不容易变价且对于晶格氧限制作用较大，使得材料不容易被还原。此外，在高温及CO2气氛下工作的BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料表面经过SEM扫描分析未发现明显的异质层存在，说明BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料在CO2气氛下的碳酸盐化程度较轻，不会对整个材料的结构产生较大影响。当BaCo0.7Fe0.3－xNbxO3－δ材料应用于焦炉煤气重整制氢过程时，膜反应器的失效主要是由于氢气的侵蚀作用。　　 第五章从氧的传质动力学出发，应用电弛豫的方法主要对氧在材料中的体相传导系数D和表面交换系数k进行测定。在1023K温度时，氧在BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3－δ材料中的扩散速率系数D约为1.1×10－6～20×10－6cm2/s，并随温度和成分中Nb含量上升，D值逐渐增大。在相同温度下BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3－δ材料表面的交换速率常数k约为15×10－6～30×10－6cm/s。