[发明专利]一种低温型固体电解质材料的制备方法

摘要

本发明属于燃料电池电解质材料领域，涉及到一种低温型固体电解质材料的制备方法。本发明首先采用化学沉淀法，即在溶液中Bi(NO)3与NaOH发生化学反应，生成Bi(OH)3沉淀，经过升温分解‑静置‑抽滤‑干燥‑煅烧等途径，得到可用于制备电解质材料的Bi2O3包覆YSZ复合粉体，以Bi2O3/YSZ包覆粉体为原料，经成型、烧结制成一种低温型固体电解质材料。本发明得到的混合粉体粒径小，分布均匀，无团聚，形状规则，避免了不必要杂质的引入，且工艺简单，操作易于控制。同时，Bi2O3的添加，可降低制备过程的烧结温度及电解质的工作温度，从而提高固体氧化物燃料电池的性能。

主权项

一种低温型固体电解质材料的制备方法，利用化学沉淀法，其特征是：使硝酸铋与氢氧化钠反应，随后升高水浴温度，使氢氧化铋分解为氧化铋，再对混合液体进行抽滤、干燥、煅烧，制备出用于电解质材料的Bi2O3包覆YSZ复合粉体；以Bi2O3/YSZ包覆粉体为原料经成形、烧结后制成可用于固体氧化物燃料电池和氧传感器的固体电解质材料；具体包括以下步骤：(1)氧化铋所占复合粉体的摩尔分数比为1～10mol％，通过计算称量，将氧化钇稳定氧化锆(YSZ)粉体与表面活性剂一起放入适量蒸馏水中制成YSZ悬浊液，超声分散使表面活性剂与YSZ微粒形成良好的表面结合；(2)将步骤(1)所制得的悬浊液进行水浴加热，搅拌，同时加入过量NaOH固体，搅拌；(3)将硝酸铋溶解于浓硝酸中后，对此溶液用蒸馏水进行稀释，并放入分液漏斗中；(4)将步骤(3)所得的硝酸铋溶液缓慢加入由步骤(2)制得的悬浊液中，水浴加热，恒温下搅拌2～4h，静置；(5)将步骤(4)所得悬浊液进行反复清洗直到清洗液pH呈中性后进行抽滤，将抽滤后得到的粉体放入恒温干燥箱中干燥，然后在400～500℃温度中进行煅烧，获得用于电解质材料的Bi2O3包覆YSZ复合粉体；(6)以步骤(5)所得的Bi2O3/YSZ包覆复合粉体为原料，采用干压成型方法成型后，在烧结炉中进行无压烧结，制得Bi2O3/YSZ复合材料。