[发明专利]一种具有择优取向的掺杂氧化铈催化薄膜及其制备和应用

摘要

本发明公开了一种具有择优暴露晶面的掺杂氧化铈薄膜，可以作为固体氧化物燃料电池的电极，也可以作为催化剂用于催化反应；该薄膜采用磁控反应溅射的方法制备。具有择优暴露晶面的掺杂氧化铈薄膜的使用，有效提高了固体氧化物燃料电池阴极对氧气、阳极对燃料气的电催化活性，减少了电极极化电阻，有效的提高了电池的中、低温性能。

主权项

一种具有择优取向的掺杂氧化铈催化薄膜，其特征在于：在阳极支撑的阳极/氧化锆基电解质，阳极/氧化铈基电解质膜电极基底上，或者阴极支撑的阴极/氧化锆基电解质薄膜、阴极/氧化铈基电解质膜电极基底上磁控反应溅射具有择优暴露晶面的掺杂氧化铈催化薄膜，其溅射参数为：靶基距为5‑9cm，基片台的转速在1‑20圈/分钟，溅射气压为0.1Pa‑1.5Pa，溅射功率密度P＝3‑12W/cm2,氧气流量与氩气流量之比为1/2‑1/20，溅射基底温度在30‑800℃，通过改变靶基距、基片台的转速、溅射气压、溅射功率密度、氧气流量与氩气流量之比、溅射基底温度可以实现沉积择优暴露(111)、(110)或(100)晶面的掺杂氧化铈薄膜；氧化铈基催化薄膜具有择优暴露晶面；氧化铈基催化薄膜材料为LnxCe1‑xO2‑d，Ln为Pr、Nd、Eu、Tb、Dy、Er、Yb、Ti、Zr、Sn、Cu、Zn、Co、Nb中的一种，0≤x≤0.5；0≤d≤0.2；或者为LnxByCe1‑x‑yO2‑d，其中Ln为Pr、Nd、Eu、Tb、Dy、Er、Yb、Ti、Zr、Sn、Cu、Zn、Co、Nb中的一种，B为Pr、Nd、Eu、Tb、Dy、Er、Yb、Ti、Zr、Sn、Cu、Zn、Co、Nb、La、Sm、Gd、Y、Mn中的一种，0≤x≤0.3；0≤y≤0.2；0≤d≤0.2。