[发明专利]一种纳米铈酸钡粉体的低温制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米铈酸钡粉体的低温制备方法。A、按照摩尔比分别称取硝酸钡、硝酸铈、甘油和PVA，待用；B、将PVA加热溶解于去离子水中，在加入去离子水调节浓度，得PVA溶液，加入甘油，搅拌调制，得水相胶束液体；C、在水相胶束液体中加入硝酸钡和硝酸铈，搅拌，得到混合溶液；D、将混合溶液加热，得到胶状物；E、将胶状物煅烧，得到纳米铈酸钡粉体。本发明具有制备工艺操作简单，制备条件温和，降低高温所需要的能耗，适合工业生产，产品纯度高，颗粒分散性好，粉体粒径达到纳米级别的有益效果。且本发明的纳米铈酸钡粉体材料可广泛应用于固体氧化物燃料电池、氢气传感器、氢浓差电池和氢泵中。

技术领域

本发明涉及一种纳米铈酸钡粉体，特别是一种纳米铈酸钡粉体的低温制备方法。

背景技术

世界正面临着气候变化和能源匮乏的问题，使用标准技术生产基于化石燃料的电力并不能满足日益增长的能源需求，世界能源的未来集成电路系统在于实施高效和无害环境的发电技术。质子传导化合物可以提高氢利用率，促进了以氢为基础的研究领域的发展。铈酸钡材料是一类适用于中温范围的质子导体材料，可以应用于固体氧化物燃料电池、氢气传感器、氢浓差电池和氢泵等。铈酸钡粉体粒径的减小可以降低铈酸钡块体材料所需的烧结温度，为制造相关固体材料奠定基础；还有利于制备薄膜燃料电池，从而提升其整体性能。传统合成铈酸钡的方法是固相反应法，即通过钡的碳酸盐和铈的氧化物经过简单的混合，然后在高温下，经过固相反应分解而制得。这种方法制备的粉体具有颗粒粒径大、颗粒分布不均匀，分散性差等缺点，因为温度越高在煅烧过程中会造成粉体的粗化，导致颗粒尺寸无法控制。近些年，湿化学合成方法越来越受到重视，该方法的重点在于助剂的选择，选用有效的助剂可以非常有效的控制材料合成过程中晶体的成核和生长过程，从而调控颗粒尺寸。相对于固相反应法，湿化学法在组分控制上具有明显优势，并且可以在较低的温度下制备合成纳米尺寸级粉体材料。

发明内容

本发明的目的是在低温下制备纳米铈酸钡粉体，降低煅烧合成温度并得到纳米尺寸的粉体，本发明提供了一种纳米铈酸钡粉体的低温制备方法。本发明具有制备工艺操作简单，制备条件温和，降低高温所需要的能耗，适合工业生产，产品纯度高，颗粒分散性好，粉体粒径达到纳米级别的特点。

本发明的技术方案：一种纳米铈酸钡粉体的低温制备方法，按下述步骤进行制备：

A、按照摩尔比分别称取硝酸钡、硝酸铈、甘油和PVA，待用；

B、将PVA加热溶解于去离子水中，在加入去离子水调节浓度，得PVA溶液，加入甘油，搅拌调制，得水相胶束液体；

C、在水相胶束液体中加入硝酸钡和硝酸铈，搅拌，得到混合溶液；

D、将混合溶液加热除去全部水分，得到胶状物；

E、将胶状物煅烧，得到纳米铈酸钡粉体。

前述的纳米铈酸钡粉体的低温制备方法中，所述步骤A中，是按照摩尔比为1:1:0.2-2:0.5-5的比例称取硝酸钡、硝酸铈、甘油和PVA。

前述的纳米铈酸钡粉体的低温制备方法中，所述步骤B中，PVA加热溶解的温度为90-100℃，PVA溶液的浓度为0.5-3mol/L。

前述的纳米铈酸钡粉体的低温制备方法中，所述步骤C中，在水相胶束液体中加入硝酸钡和硝酸铈的整个过程中同时进行搅拌。

前述的纳米铈酸钡粉体的低温制备方法中，所述步骤D中，加热的温度为90-100℃。

前述的纳米铈酸钡粉体的低温制备方法中，所述步骤E中，煅烧过程是将胶状物置于纯三氧化二铝坩埚坩埚中在马弗炉中无压空气700-900℃下煅烧反应6-12h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：