[發(fā)明專利]水熱法制備氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體的方法及該方法制備的氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010042530.8 | 申請日： | 2020-01-15 |
| 公開（公告）號： | CN111205088A | 公開（公告）日： | 2020-05-29 |
| 發(fā)明（設計）人： | 李曉艷;王瑋瑋;姚心;杜尚超;蘇博;韓國強 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國恩菲工程技術(shù)有限公司 |
| 主分類號： | C04B35/48 | 分類號： | C04B35/48;C04B35/626 |
| 代理公司： | 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240 | 代理人： | 白雪 |
| 地址： | 100038*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 法制 氧化 穩(wěn)定 氧化鋯 方法 制備 | ||
本發(fā)明提供了一種水熱法制備氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體的方法及該方法制備的氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體。該方法包括以下步驟：S1，將含鈧?cè)芤骸⒑喨芤汉湍蛩鼗旌希玫交旌先芤海籗2，將混合溶液置于水熱釜中，在溫度為100～250℃的條件下進行水熱反應，得到鈧鋯前驅(qū)體溶液；S3，對鈧鋯前驅(qū)體溶液進行過濾、洗滌、干燥，得到鈧鋯前驅(qū)體固體；S4，煅燒鈧鋯前驅(qū)體固體，得到氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體。利用本發(fā)明提供的方法有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中制備氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯時存在的雜質(zhì)含量多、團聚嚴重、粒徑大、原料成本高等問題。
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及固體電解質(zhì)材料技術(shù)領域，具體而言，涉及一種水熱法制備氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體的方法及該方法制備的氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體。
背景技術(shù)
固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種高效清潔的能量轉(zhuǎn)換裝置，電解質(zhì)作為其關(guān)鍵組成部分是目前研究的熱點。傳統(tǒng)的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)電解質(zhì)的工作溫度一般在1000℃或以上的高溫才能得到較高的電能轉(zhuǎn)換效率，如此高的工作溫度會導致嚴重的界面反應和電池部件失效等問題。氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯(ScSZ)是目前鋯基固體電解質(zhì)中離子電導率最高的電解質(zhì)材料，在800℃下電導率約為YSZ電導率的2倍，成為中低溫首選電解質(zhì)。ScSZ粉體的化學成分、形貌和尺寸等直接影響到電解質(zhì)陶瓷的性能，在ScSZ電解質(zhì)陶瓷材料研究中占有十分重要的地位。如單分散性的超細的ScSZ粉體可以降低電解質(zhì)陶瓷的燒結(jié)溫度，改善電解質(zhì)陶瓷的力學性能并提高其電導率性能。因此，制備分散性良好的超細的ScSZ粉體具有重要和長遠的意義。
目前超細ScSZ電解質(zhì)粉體的制備方法主要有固相粉碎法、溶膠-凝膠法、共沉淀法和水熱法等。這些制備方法原理不同，操作方式不同，得到的產(chǎn)品形貌和性能相差甚大。固相粉碎法工藝簡單、生產(chǎn)過程污染少、填充性好、成本低、易大規(guī)模生產(chǎn)，但會造成粉料的污染，球磨后的粒度相對較大。溶膠-凝膠法可以在較短的時間內(nèi)獲得分子水平的均勻性，實現(xiàn)分子水平上的均勻摻雜，但溶膠-凝膠法所需原料價格昂貴，一般需要使用有機溶劑對人體有一定的毒性，易板結(jié)。共沉淀法具有制備工藝簡單、成本低和易于產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點，但共沉淀法存在制備過程中容易發(fā)生團聚現(xiàn)象，造成陶瓷燒結(jié)溫度高，燒結(jié)性能差等不良后果，嚴重影響粉體的應用性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種水熱法制備氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體的方法及該方法制備的氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體，以解決現(xiàn)有技術(shù)中制備氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯時存在的雜質(zhì)含量多、團聚嚴重、粒徑大、原料成本高等問題。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種水熱法制備氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體的方法，其包括以下步驟：S1，將含鈧?cè)芤骸⒑喨芤汉湍蛩鼗旌希玫交旌先芤海籗2，將混合溶液置于水熱釜中，在溫度為100～250℃的條件下進行水熱反應，得到鈧鋯前驅(qū)體溶液；S3，對鈧鋯前驅(qū)體溶液進行過濾、洗滌、干燥，得到鈧鋯前驅(qū)體固體；S4，煅燒鈧鋯前驅(qū)體固體，得到氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體。
進一步地，混合溶液中鈧離子和鋯離子的總摩爾濃度為0.01～1.5mol/l。
進一步地，混合溶液中，鈧離子和鋯離子的總摩爾數(shù)與尿素的摩爾數(shù)之比為1:15～50，優(yōu)選為1:25～35。
進一步地，含鈧?cè)芤簽槁然偦蛳跛徕偟乃芤海缓喨芤簽槁然啞⑾跛徜啞⒀趼然喕蛳跛嵫蹁喌乃芤骸?/p>
進一步地，水熱反應的溫度為120～180℃。
進一步地，步驟S4中，煅燒鈧鋯前驅(qū)體固體的溫度為450～1200℃，煅燒時間為1～10h。
進一步地，水熱反應的反應時間為6～36h。
進一步地，混合溶液中，相對于鈧離子和鋯離子的總摩爾數(shù)，鈧離子的摩爾數(shù)占比為8～13％。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種上述制備方法制備得到的氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯粉體。
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