[发明专利]一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于它按以下步骤实现：

一、依照化学式Sr_3-xLn_xFe₂O_7-δ，按化学计量比称取硝酸锶、稀土硝酸盐和硝酸铁，并溶于去离子水中，获得混合液，然后加入甘氨酸并混匀，再在150～300℃下加热浓缩，直至发生燃烧反应，最后得到黑色粉末；

二、将上述黑色粉末在100～250MPa的压力下进行钢模压制，得到圆片状催化剂前躯体，然后置于800～1000℃下烧结8～12h，取出后进行研磨，得到阴极催化剂粉体；

三、将固体电解质Ce_0.9Gd_0.1O_1.95粉体在180～250MPa的压力进行钢模压制，得到电解质基底前躯体，然后置于1200～1400℃下烧结12～20h，得到固体CGO电解质基底；

四、松油醇与乙基纤维素按照质量比(2～5):1进行混合，得到电极粘合剂，然后取步骤二中所得阴极催化剂粉体加入到电极粘合剂中并混匀，再用毛刷对称涂覆在步骤三中所得固体CGO电解质基底上，形成对称电极；

五、将上述对称电极置于900～1100℃下烧结2～8h，得到Sr_3-xLn_xFe₂O_7-δ阴极，即完成Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备；

其中步骤一化学式Sr_3-xLn_xFe₂O_7-δ中Ln＝La、Sm、Pr、Nd或Eu，x＝0.1、0.2、0.3、0.4或0.5；

步骤一中金属离子Sr、Ln和Fe总摩尔数与甘氨酸摩尔数为1:2。

2.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤一混合液中金属离子Sr、Ln和Fe的摩尔比为2.8:(0.1、0.2、0.3、0.4或0.5):2。

3.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤一在250℃下加热浓缩。

4.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中黑色粉末在200MPa的压力下进行钢模压制。

5.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中圆片状催化剂前躯体的直径为100mm，厚度为50mm。

6.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中置于900℃下烧结10h。

7.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤三中电解质基底前躯体的直径为15mm，厚度为1mm。

8.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤四中松油醇与乙基纤维素按照质量比4:1进行混合。

9.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤四中阴极催化剂粉体与电极粘合剂的质量体积比为(1～4):3。

10.根据权利要求1所述的一种Ruddlesden-Popper层状结构铁基阴极催化剂的制备方法，其特征在于步骤五中对称电极置于1000℃下烧结5h。