高结晶的有序介孔氧化钆掺杂氧化铈固溶体的制备方法技术

技术编号:6504601 阅读:447 留言:0更新日期:2017-05-06 20:50
本发明专利技术涉及一种有序介孔氧化钆掺杂氧化铈(gadolinia?doped?ceria,GDC)固溶体的制备方法;可以用于固体氧化物燃料电池的电极支撑体。高结晶的有序介孔氧化钆掺杂氧化铈固溶体的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:1)原料的选取;2)GDC前驱体溶胶的制备;3)聚合物溶液的制备;4)将GDC前驱体溶胶倒入聚合物溶液中;5)烘烤;6)当混合溶液变得粘稠时,去掉培养皿盖子,继续反应40-60分钟,得到GDC/聚异戊二烯与聚氧化乙烯嵌段共聚物杂化材料;7)在氩气气氛下,于600-700℃煅烧2-3小时;8)在空气气氛下,400-500℃煅烧含碳的GDC氧化物固溶体粉末2-3小时,得到高结晶的有序介孔氧化钆掺杂氧化铈固溶体。本发明专利技术具有结晶度高、比表面积大、规则孔道结构的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有序介孔氧化钆掺杂氧化铈固溶体的制备方法。这种有序介孔固溶体可以用于固体氧化物燃料电池的电极支撑体。
技术介绍
氧化钆掺杂氧化铈(gadolinia doped ceria,GDC)在中温下(500~700℃)离子电导率比固体氧化物燃料电池(SOFC)传统电解质材料氧化依稳定的氧化锆(YSZ)高1~2个数量级,是理想的中、低温固体氧化物燃料电池电解质材料。固体氧化物燃料电池在中、低温下运行可以大大拓宽相应各元件材料的选择范围,减小电池元件之间反应的可能性,将有利于降低成本、提高寿命,但在中、低温下运行会使电极的动力学活性降低,从而影响到电池的性能。因此,必须寻找与氧化钆掺杂氧化铈电解质相匹配的电极材料。最近,为了改善电极的性能,一种离子和电子混合导电的复合电极成为了一个主要的研究热点。例如Ni/GDC复合阳极材料,Ni具有对燃料的催化氧化和电子传导的功能,GDC主要作为Ni的支撑体,并具有离子传导功能。同样的,锰酸镧(LSM)/GDC也被用作阴极材料。这些复合电极的性能与气体三相界面(TPB)长度有很大的关系,TPB长度越长越有利用提高电极的催化速率。这种长的TP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高结晶的有序介孔氧化钆掺杂氧化铈固溶体的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:1)原料的选取:按各原料所占重量份数为:乙酰丙酮铈水合物    1.5-2.5,乙酰丙酮钆水合物    0.35-0.45,甲醇20-30,N,N-二甲基甲酰胺   0.3-0.5,四氢呋喃                          3.0-4.0,氯仿                              5.0-6.0,聚异戊二烯与聚氧化乙烯嵌段共聚物  0.5,称量乙酰丙酮铈水合物、乙酰丙酮钆水合物、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯仿、聚异戊二烯与聚氧化乙烯嵌段共聚物,备用;2)GDC前驱...

【技术特征摘要】
1.高结晶的有序介孔氧化钆掺杂氧化铈固溶体的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:1)原料的选取:按各原料所占重量份数为:乙酰丙酮铈水合物    1.5-2.5,乙酰丙酮钆水合物    0.35-0.45,甲醇                20-30,N,N-二甲基甲酰胺   0.3-0.5,四氢呋喃                          3.0-4.0,氯仿                              5.0-6.0,聚异戊二烯与聚氧化乙烯嵌段共聚物  0.5,称量乙酰丙酮铈水合物、乙酰丙酮钆水合物、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯仿、聚异戊二烯与聚氧化乙烯嵌段共聚物,备用;2)GDC前驱体溶胶的制备:在装有电磁搅拌的三口烧瓶中加入乙酰丙酮铈水合物、乙酰丙酮钆水合物、甲醇和N,N-二甲基甲酰胺,室温搅拌1-2小时,得到GDC前驱体溶胶,静置备用;3)聚合物溶液的制备:将四氢呋喃和氯仿混合,得到四氢呋喃和氯仿的混合溶剂;向四氢呋喃和氯仿的混合溶剂中加入聚异戊二烯与聚氧化乙烯嵌段共聚物,在65-70℃溶解1小时,然后冷却到室温,得到聚合物溶液;4)将GDC前驱体溶胶倒入聚合物溶液中,室温混合1小时,得到混合溶液;5)将混合溶液倒入玻璃培养皿中,盖上培养皿盖子后放入烘箱,在65-70℃下烘24小时;6)当混合溶液变得...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈春晖邓凯郭芷含
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:83

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