[发明专利]高导电性纳米复相钙钛矿型质子导体

摘要

本发明具体为一种纳米复相钙钛矿型质子导体，解决了采用固相反应法令钙钛矿型质子导体与无机盐构成的复相电解质电导率提高不明显的问题。纳米复相钙钛矿型质子导体的制备方法包括利用金属盐原料加入螯合剂、交联剂、引发剂、反应得到凝胶，凝胶加热研磨后煅烧获得纯BaCe1-x-yZryYxO3-x/2纳米粉体，加入到Na2CO3溶液中高速搅拌后加热挥发水分，得到的Na2CO3包裹BaCe1-x-yZryYxO3-δ的纳米复相粉体通过烧结的方法获得致密材料。本发明的制备方法步骤合理、各参数优化，使质子导体在600℃时的电导率能达到7.54×10-2~9.67×10-2S/cm，具有实用价值。

主权项

一种高导电性纳米复相钙钛矿型质子导体，其特征在于：其制备方法包括如下步骤，（1）利用金属盐原料制作凝胶，每份金属盐原料包括1摩尔的Ba(NO3)2、y摩尔的Zr(NO3)4·5H2O、x摩尔的Y(NO3)3·6H2O和（1‑x‑y）摩尔的Ce(NO3)3·5H2O，其中x的范围为0.05~0.3，y的范围为0.1~0.4，每份金属盐原料先利用去离子水使其完全溶解，然后加入4~10摩尔的柠檬酸作为螯合剂，利用氨水调节混合溶液的PH值为5~7，且使溶液体积达到500ml，然后加热至70~100℃，加入20g丙烯酰胺单体，加入2g N,N′‑亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，加入8g硫酸铵作为引发剂，反应得到透明的凝胶；（2）所述凝胶在微波炉中加热15min后，研磨至混合均匀，在600~1200℃的温度下煅烧2~4小时，获得纯BaCe1‑x‑yZryYxO3‑x/2纳米粉体；（3）所述每份纳米粉体经超声分散后，加入到含0.1~0.3摩尔Na2CO3的溶液中，在2000~3000rpm转速条件下搅拌混合，然后加热到80~100℃挥发水分，最后得到Na2CO3包裹BaCe1‑x‑yZryYxO3‑x/2的纳米复相粉体；（4）所述Na2CO3包裹BaCe1‑x‑yZryYxO3‑x/2的纳米复相粉体通过烧结的方法获得致密材料，即高导电性纳米复相钙钛矿型质子导体。