文档介绍：维普资讯
第卷第期应用化学..
年月.
.
. 固体电解质膜的制备
程继贵“查少武刘杏芹孟广耀
中国科学技术大学材料系合肥;合肥工业大学材料学院合肥
摘要以硝酸铈和氧化钆为前驱物,采用凝胶浇注工艺合成了钆掺杂氧化铈,简称粉
体。然后用流延工艺制备了固体电解质薄膜。采用—、、等方法研究了粉体的相形成、
粒度等与合成工艺的关系。通过密度测定及显微组织观察等技术研究了流延生坯的烧结性能。借助交流阻
抗谱仪对所制备的电解质膜的电导率进行了测量。结果表明,采用本实验的凝胶浇注方法,在℃温
度下煅烧干凝胶,即可制备出纯度高、组成均匀、相结构完整、纳米粒度的粉体。而且所得粉体具有较高
的烧结活性,其流延生坯经℃烧结后的相对密度可达以上。所得电解质膜在℃空气中
的氧离子电导率可达./ 。
关键词钆掺杂氧化铈。,凝胶浇注,流延法
中图分类号:; 文献标识码: 文章编号:———
开发可在中低温范围℃操作的固体氧化物燃料电池是当前的发展方向
之一。为了实现中温化,最为有效的途径是采用高氧离子电导率的新型电解质材料,或减小电解质层
的厚度。近些年来,以掺杂作电解质膜的中温引起国内外研究者的广泛重视。另一
方面, 的电解质层必须具有致密的微结构。而以固相反应法合成的掺杂粉体来制备
电解质膜需通过高温烧结℃才能获得以上的致密度,高温烧结提高了工艺成本,排除
了在制备时电解质层与电极层共烧的可能性。因呲,研制具有高烧结活性的掺杂粉体以
降低烧结温度成为成功制备掺杂电解质的中温的关键之一。虽然共沉淀法、溶胶一凝胶等
软化学方法合成的掺杂粉体具有较高的烧结活性,但这些方法一般需要采用高纯度的前驱物,且
工艺较复杂,不易大规模生产。凝胶浇注作为一种新型的陶瓷工艺在制备致密或多孔
陶瓷体,以及纯相的陶瓷粉体等方面具有许多突出的优点。。。本文尝试采用凝胶浇注法来制备钆掺杂
电解质粉体。鉴于电解质层的薄膜化有利于提高的功率输出,而流延工艺用于制备
陶瓷薄膜具有突出的技术和经济优势,本文以所制备的粉体为原料,通过流延工艺制备出
电解质薄膜,并通过对所得粉体及薄膜烧结体性能的研究,探讨制备高性能电解质材料的
新途径。
实验部分
. 粉体的合成
将计算量的前驱物。。· 上海跃龙,和。上海跃龙,. 粉末加入由丙
烯酰胺单体苏州大学应用化学研究所,和Ⅳ,Ⅳ一亚甲基双丙烯酰胺交联剂天津
化学试剂研究所, : 一:组成的混合水溶液中,经球磨混合后,向所
得悬浮液中加入上海桃浦化工厂,引发剂并加热至℃的温度使有机单体交联
固化,从而得到湿凝胶。该湿凝胶加热至~ ℃干燥脱水后形成的干凝胶在马福炉中于
℃温度下煅烧后研磨,即可得到化学计量式为呲㈤的钆掺杂粉体。
. 电解质薄膜的制备
采用水基流延工艺来制备电解质薄膜。将上述单体和:
——收稿,——修回
国家自然科学基金和国家“”一资助项目
通讯联系人:盂广耀,男,年生,教授;—: ..;研究方向:无机功能材料与制备技术及固态离子学
维普资讯
第期程继贵等: 固体电解质膜的制备
:交联剂等以水溶解后,向其中加入粉体、分散剂、增塑剂等进行球磨,所得浆料除气后,加
入:引发剂并混合均匀,随后在流延