[发明专利]一种高导电层状结构多元复合稀土氧化物的制备方法

说明书

本发明涉及导电多元复合氧化物，旨在提供一种高导电层状结构多元复合稀土氧化物的制备方法。包括：以柠檬酸与结构诱导剂X为溶质，以凝胶促进剂与去离子水为溶剂，配制前驱体溶液A；以硝酸镧和五水四氯化锡为溶质，以去离子水为溶剂，配制前驱体溶液B；将前驱体溶液A滴加入前驱体溶液B中形成均匀透明溶液，在搅拌下继续反应得到均一溶胶；经陈化处理形成湿凝胶后，再经真空冷冻干燥处理，制得多元复合氧化物块体；研磨﹑过筛后煅烧，获得高导电层状结构多元复合稀土氧化物。本发明所获产品具有多微通道层状结构，能够增加多元复合氧化物相中电子‑空穴对浓度，提高其导电导热性能。反应合成条件简易、成本低廉，有利于大规模生产。

技术领域

本发明涉及导电多元复合氧化物，特别是一种应用于银基导电合金、电催化领域的高导电层状结构多元复合稀土氧化物的制备方法。

背景技术

多元稀土金属复合氧化物由于晶体结构畸变导致存在大量的氧空位，使其在很宽的温度范围内具有良好的电输运性能(电阻率可低至10³μΩ·cm)和很高的催化性，在电极材料、固定电阻器、化学敏感材料、高温加热材料、氧化还原催化剂等领域具有广泛应用。然而，已报道的多元稀土金属氧化物应用于导电合金的国内外相关研究较少。山东大学刘雪燕课题组制备了钙钛矿结构的LaFe_1-xNi_xO_3-δ等导电多元氧化物增强银基电接触材料，具有较低的电阻率(Ag/LaFe_1-xNi_xO_3-δ(12wt％)约2.25μΩ·cm)和良好的加工性能。中南大学管伟明等人制备了Ag/La₂NiO₄材料，具有较低的电阻率(Ag/La₂NiO₄(10wt％)约2.02μΩ·cm)和低且稳定的接触电阻等综合性能。发明人团队曾制备了Ag/La_1-xSr_xCoO_3-δ材料，具有电阻率低(Ag/La_1-xSr_xCoO_3-δ(12wt％)约2.03μΩ·cm)、硬度高、电寿命测试后材料转移损失小等优异性能。以上研究表明，多元稀土氧化物应用于银基电接触材料可以有效降低银含量和电阻率，同时改善复合材料的加工性能，有望解决现有低银含量银基电接触材料电阻率高、接触电阻大、温升高、加工性能差的问题。

但是，上述现有技术普遍存在获得的稀土氧化物电阻率高、制备方法复杂、难以规模化制备和应用等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种高导电层状结构多元复合稀土氧化物的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种高导电层状结构多元复合稀土氧化物的制备方法，包括以下步骤：

(1)前驱体溶液A的配制

以摩尔比为1.5∶(1.5～0.2)的柠檬酸与结构诱导剂X为溶质，以凝胶促进剂与去离子水的混合液为溶剂；将一定量的溶质加至溶剂中，使凝胶促进剂与柠檬酸的摩尔比＝(0.5～2.5)∶1；以磁力搅拌至完全溶解后，移液至容量瓶中定容，配制成浓度为0.03mol/L的无色透明溶液，记为前驱体溶液A；

(2)前驱体溶液B的配制

以摩尔比为1∶1的硝酸镧和五水四氯化锡为溶质，以去离子水为溶剂；将溶质加入去离子水中，以磁力搅拌至完全溶解；然后移液至容量瓶中定容，配制成浓度为1.5mol/L的无色透明溶液，记为前驱体溶液B；

(3)层状结构多元复合稀土氧化物的制备

按体积比(0.1～0.25)∶1，将前驱体溶液A滴加入前驱体溶液B中形成均匀透明溶液，在搅拌下继续反应得到均一溶胶；经陈化处理形成湿凝胶后，再经真空冷冻干燥处理，制得多元复合氧化物块体；