[发明专利]钴掺杂ZnO压电陶瓷、其制法及高纯制氢在审
| 申请号： | 202011614803.8 | 申请日： | 2020-12-30 |
| 公开（公告）号： | CN113582716A | 公开（公告）日： | 2021-11-02 |
| 发明（设计）人： | 金向华 | 申请（专利权）人： | 苏州金宏气体股份有限公司 |
| 主分类号： | C04B38/06 | 分类号： | C04B38/06;C04B35/453;C04B35/622;C01B3/06;B01J23/80;H01M8/0656 |
| 代理公司： | 北京化育知识产权代理有限公司 11833 | 代理人： | 涂琪顺 |
| 地址： | 215000 江苏*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 掺杂 zno 压电 陶瓷 制法 高纯 | ||
1.一种钴掺杂ZnO压电陶瓷，其特征在于，包括ZnO压电陶瓷基体以及均匀分布于ZnO压电陶瓷基体中的Co原子；
其中，所述Co原子的质量分数为1wt％～10wt；
所述ZnO压电陶瓷基体的孔径为0.1nm～1.0nm。
2.根据权利要求1所述的一种钴掺杂ZnO压电陶瓷，其特征在于，所述Co原子取代ZnO晶体中的Zn原子。
3.一种制备权利要求1-2中任一项所述的一种钴掺杂ZnO压电陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备钴掺杂ZnO颗粒：将钴盐、锌盐与碱反应生成钴掺杂ZnO颗粒；
(2)造粒：向步骤(1)制得的钴掺杂ZnO颗粒中分别加入0.5wt％-5wt％的淀粉和一定量的聚乙烯醇溶液球磨造粒；
(3)制备陶坯：将步骤(2)制得的钴掺杂ZnO加入到一定尺寸的磨具中，用压膜机在10-30MPa压力下压制成陶坯；
(4)造孔与脱胶：将陶坯加热至350-450℃，恒温1-2h；继续升温进行脱胶处理；
(5)成型：脱胶后在温度为850℃～950℃条件下处理0.5h-2h，冷却后制得钴掺杂ZnO多孔陶瓷；
(6)极化处理：将钴掺杂ZnO多孔陶瓷片在3～5KV/mm电压下极化20-60min，放置24h后制得钴掺杂ZnO压电多孔陶瓷。
4.根据权利要求3所述的一种钴掺杂ZnO压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述钴盐选自硝酸钴、氯化钴中的至少一种；
优选地，所述锌盐选自氯化锌、硫酸锌中的至少一种；
优选地，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的一种钴掺杂ZnO压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇(PVA)溶液的质量浓度为5.0wt％～8.0wt％。
6.根据权利要求3所述的一种钴掺杂ZnO压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述脱胶处理的温度为500～600℃。
7.根据权利要求3所述的一种钴掺杂ZnO压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述超声处理时间为30～80min，所述超声处理频率为20-60KHz。
8.由权利要求1-2中任一项所述的钴掺杂ZnO压电陶瓷或权利要求3-7中任一项所述制备的钴掺杂ZnO压电陶瓷于自供能制氢中的应用。
9.如权利要求8所述的用途，其特征在于，所述超声波的频率为10-60KHz。
10.如权利要求8所述的用途，其特征在于，所述钴掺杂ZnO压电陶瓷于车载自供能制氢中的应用。
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