反向滴定共沉淀法合成新型中温固体氧化物燃料电池阴极材料La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(1-y)Fe_yO_(3-δ)

以氢氧化钠和碳酸钠混合碱为沉淀剂,金属硝酸盐为原料,共沉淀法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料La0.7Sr0.3-xCaxCo1-yFeyO3-δ(简称:LSCCF,x=0.05、0.10、0.15、0.20;y=0.10、0.20、0.40)的前躯体。讨论了共沉淀的最佳pH值范围以及加料顺序,TG-DSC研究了LSCCF粉料的形成过程,XRD和SEM对其前驱体在600℃,800℃,1000℃煅烧4h后的晶体结构和粒度形貌进行了研究和表征;并通过与固相合成LSCCF的条件比较可知:pH值在9.1～9.5范围内,反向滴定共沉淀法得到的前驱体在800℃煅烧4h可以合成出纯度高、组份均匀的单一钙钛矿相的LSCCF粉料。使用直流四极探针法在空气气氛下研究不同烧结温度下LSCCF样品从100℃到800℃时的电导率发现:电导率随着烧结温度的升高在增大;随着x从0.05到0.20以及y从0.10到0.40,1200℃烧结3h后样品的电导率却在减少;当x=0.10或0.15时,Ca2+和Sr2+掺杂对电导率产生"混合"效应,致使其值基本相等。且在500～800℃范围所有样品的电导率都超过了100S/cm。合成的阴极材料LSCCF与电解质Ce0.8Sm0.2O2两者间有良好的相容性。

纳米晶Bi_2Cu_(0.1)V_(0.9)O_(5.35)粉末材料的沉淀法制备和特性研究

采用反向滴定沉淀法合成Bi2Cu0.1V0.9O5.3(5BICUVOX.10)纳米粉体材料。通过热重-差热分析和X射线衍射研究BICUVOX.10粉料的相形成过程和相特性。结果表明,样品在500℃以上4 h退火后已完全形成单一的室温稳定四方γ导电相。用X射线多功能电子能谱对BICUVOX.10粉末的组分分布及化学态进行分析:样品中Bi、V、Cu元素的摩尔比约为20∶9∶1。透射电镜对样品颗粒分散性的研究表明:一定量表面活性剂PEG4000(聚乙二醇4000)的添加可有效提高纳米BICUVOX.10粉体颗粒的分散性;当PEG4000添加量为5%时,BICUVOX.10纳米颗粒产物的分散性最佳。

纳米HfO_2粉体的制备工艺研究

该文以HfOCl2为原料,分别选用分子量为400、1000和6000的3种聚乙二醇(PEG)作分散剂,在70℃和25℃的反应温度条件下,采用反向滴定化学沉淀法制备出HfO2纳米粉体.X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)的分析结果表明:在70℃的反应温度条件下,加入3种分散剂制备的HfO2粉体的平均晶粒度均小于50nm;用高分子量的分散剂PEG6000所制得的粉体晶粒度更加细小;PEG6000的加入量在0.5%～2.5%质量分数范围内变化对最终的粉体晶粒度影响不大;在25℃的反应温度条件下,加入同样分散剂制备的HfO2粉体的平均晶粒度更加细小,平均晶粒度在30nm左右.用TG/DSC结合XRD对纳米HfO2粉体的研究结果表明:HfO2纳米粉体的晶型转变温度比微米HfO2材料降低了251℃左右(由891℃降低至640℃),并且在焙烧温度大于660℃时,生成了只有在高温高压条件下才能存在的斜方相HfO2.

纳米氧化铪粉体的制备及表征

以由粗颗粒HfO2与NaOH化学反应制备并分离得到的HfOCl2为原料,分别选用分子量为400、1000和6000的聚乙二醇(PEG)(PEG400、PEG1000和PEG6000)作为分散剂,采用反向滴定化学沉淀法成功地制备出纳米级的氧化铪粉体。用X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等手段研究结果表明:加入3种分散剂制备的粉体颗粒粒径均<50nm;用分子量较高的分散剂PEG6000所制得的粉体晶粒度更加细小;PEG6000的加入量在0.5%～2.5%质量分数范围内变化对最终的粉体晶粒度影响不大。用热重 差示扫描量热法(TG DSC)结合XRD对纳米HfO2粉体的研究结果表明:其晶型转变温度比微米HfO2材料降低了251℃左右(891～640℃);并且在焙烧温度>660℃时,生成了只有在高温高压条件下才能存在的斜方相HfO2。

SPS制备纳米晶Bi_(0.75)Er_(0.25)O_(1.5)固体电解质

以分析纯Bi2O3和Er2O3为原料,采用反向滴定共沉淀法合成Bi和Er的氢氧化物前驱体,并对共沉淀的pH值条件进行了分析。将该前驱体在500℃焙烧3h后得到Bi0.75Er0.25O1.5的纳米粉体,高温XRD结果表明该粉体主要为β相,谢乐公式计算平均晶粒尺寸为10nm,并且随温度升高在650℃转变为δ相。通过热力学计算,确定了SPS下烧结Bi0.75Er0.25O1.5陶瓷适宜的温度和氧分压条件,最后在测试温度为500℃保温1min得到了相对密度达到96%的δ相纳米晶的Bi0.75Er0.25O1.5陶瓷,平均晶粒尺寸为18nm。