[发明专利]一锅沉淀法制备Ce0.8Gd0.2O1.9‑La0.8Sr0.2Fe0.8Co0.2O3‑δ超细粉体

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ce_0.8Gd_0.2O_1.9-La_0.8Sr_0.2Fe_0.8Co_0.2O_3-δ超细粉体，属于稀土材料制备领域。

背景技术

混合电子-离子透氧膜在氧气分离、气体催化领域应用前景广阔。同时具有萤石型结构Ce_0.8Gd_0.2O_1.9和钙钛矿结构La_0.8Sr_0.2Fe_0.8Co_0.2O_3-δ的Ce_0.8Gd_0.2O_1.9-La_0.8Sr_0.2Fe_0.8Co_0.2O_3-δ混合氧化物透氧膜材料具有高的电子导电率和离子导电率，其中Ce_0.8Gd_0.2O_1.9作为电解质可以传导氧离子，La_0.8Sr_0.2Fe_0.8Co_0.2O_3-δ作为电极材料可以传导电子。在混合导体透氧膜粉体制备方法中，通常采用固相法、干压成型法、包装法、加载法和EDTA-柠檬酸法。固相法制备透氧膜粉体操作简单，工业化易实现，但制备的粉体成分不均匀且能耗高，文献“烧结温度对 La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ-Gd_0.1Ce_0.9O_2-δ双相复合透氧膜性能的影响”采用干压成型法，将La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ和Gd_0.1Ce_0.9O_2-δ粉体混合，球磨后得到混合透氧膜粉体材料，该法类似于固相法，制备的粉体材料不均匀。文献Zhu所著的“Relationship between homogeneity and oxygen permeability of composite membranes”分别采用固相法、包装法、加载法和EDTA-柠檬酸法制备75wt.%Ce_0.8Gd_0.2O_1.9-25%wt.% Gd_0.2Sr_0.8FeO_3-δ粉体，结果证明包装法比固相法制备的粉体均匀性更差，加载法制备的粉体均匀性优于固相法；采用EDTA-柠檬酸法可以得到颗粒均匀且性能稳定的混合导体透氧膜粉体，然而该方法所用金属硝酸盐浓度低，EDTA和柠檬酸消耗量大，生产效率低，煅烧过程中粉体收率低，规模生产难以实现。沉淀法可以得到粒径分布均匀、稳定性好的粉体颗粒，成本低，产业化易实现，但将多种金属离子混合进行沉淀，由于不同金属间化学性质的差异，经常得到胶状沉淀，过滤、洗涤过程非常困难，烘干后沉淀颗粒因过度团聚造成颗粒较大且不均匀，对于La、Ce、Gd、Sr、Co、Fe几种金属元素，可以用氢氧化钠或碳酸钠将其同时沉淀，但这两种沉淀剂碱性较强，反应时不可避免局部碱度过浓，使沉淀形成胶体且夹杂、包覆Na元素，灼烧后得到的透氧膜粉体含有杂质元素Na会影响透氧率。碳酸氢铵是工业生产中常用的廉价沉淀剂，由于NH⁴⁺与Co元素会形成Co(NH)₆³⁺络离子，利用碳酸氢铵不能将钴完全沉淀，若控制合适的反应条件，或加入某些添加剂，可以使Co完全沉淀，灼烧后产物中不会含有其它金属杂质。目前尚未见采用碳酸氢铵一锅沉淀法制备Ce_0.8Gd_0.2O_1.9-La_0.8Sr_0.2Fe_0.8Co_0.2O_3-δ混合导体透氧膜粉体材料的报道。