一种稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈/二氧化铈膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107287643A(43)申请公布日2017.10.24(21)申请号201710551573.7(22)申请日2017.07.07(71)申请人上海应用技术大学地址200235上海市徐汇区漕宝路120-121号(72)发明人刘小珍戎威仁陈捷刘雨泽(74)专利代理机构上海精晟知识产权代理有限公司31253代理人杨军(51)Int.Cl.C25D11/34(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈/二氧化铈膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈/二氧化铈膜及其制备方法。具体步骤如下：(1)将可溶性盐、镍盐、铜盐、稀土盐、水和乙二醇配成电解液；(2)以铈片为阳极，铈片一面粘贴透明胶带，以铂片或者铅片为阴极，将阳极和阴极置于电解液中进行阳极氧化，阳极氧化结束后，得到阳极氧化件；(3)将阳极氧化件置于马弗炉内焙烧，得到一表面为多纳米直孔下面为致密的稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈、另一面为二氧化铈的膜。本发明制备方法简单，得到的一表面为多纳米直孔下面为致密的稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈膜中表面多纳米直孔的孔长为18～112μm。CN107287643ACN107287643A权利要求书1/1页1.一种稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈/二氧化铈膜，其特征在于，其一表面为多纳米直孔下面为致密的稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈膜、另一面为二氧化铈的膜，多纳米直孔的孔长为18～112μm，稀土、镍和铜掺杂二氧化铈膜中的稀土、镍和铜的含量按质量百分比分别为4.8～27.1％、1.5～20.2％和1.1～19.5％。2.一种如权利要求1所述的稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈膜/二氧化铈的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将可溶性盐、镍盐、铜盐、稀土盐、水和乙二醇配成电解液；(2)以铈片为阳极，铈片一面粘贴透明胶带，以铂片或者铅片为阴极，将阳极和阴极置于电解液中进行阳极氧化，阳极氧化结束后，取出、去掉阳极上的透明胶带，用去离子水冲洗净，风干得到阳极氧化件；(3)将阳极氧化件置于马弗炉内，在300～800℃的温度下焙烧，得到一表面为多纳米直孔下面为致密的稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈膜、另一面为二氧化铈的膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，可溶性盐选自草酸盐、磷酸盐、氟化物或碳酸盐中的一种或两种以上；镍盐选自氯化镍、硝酸镍或硫酸镍中的一种或两种以上；铜盐选自硝酸铜、氯化铜或硫酸铜中的一种或两种以上；稀土盐选自稀土硝酸盐、稀土硫酸盐或稀土氯化物中的一种或两种以上，稀土选自镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪或钇中的一种或两种以上。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，电解液中，以1L电解液计，可溶性盐3～50g，镍盐0.3～29.9g，铜盐0.3～29.9g，稀土盐0.4～29.9g,水20～400g,其余为乙二醇。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，用作阳极的铈片需预处理；预处理步骤如下：用无水乙醇润湿的碳化硅水砂纸对铈片进行打磨并用无水乙醇清洗干净；用二氧化铈抛光剂喷在绒布上，将铈片在有二氧化铈抛光剂的绒布上抛光直至为镜面。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，阳极氧化的工艺条件为电流密度5～200mA/dm2、氧化温度0～25℃、搅拌转速100～600rpm，氧化时间2～15h。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，焙烧温度为400～600℃；焙烧时，升温速率为2～4℃/min。2CN107287643A说明书1/3页一种稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈/二氧化铈膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈/二氧化铈膜及其制备方法，属于薄膜技术领域。背景技术[0002]掺杂二氧化铈由于具有高的储氧能力和氧离子导电性能，可用于固体氧化物燃料电池的电解质。固体氧化物燃料电池的阳极的制备，通常将催化剂、电解质粉、造孔剂等混合均匀，将混合粉体沉积在电解质的表面后，通常在1000℃以上烧结。如此高的温度引入问题有：电极表面积减小，电极材料颗粒的长大，从而减小三相界面积；某些电极与电解质在高温下易发生相反应；一些阳极材料与电解质的热膨胀系数差异大，直接将电极负载在电解质上，在长时间操作中容易造成电极与电解质的界面剥离，从而造成电池性能的衰减。发明内容[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种稀土、镍和铜共掺杂二氧化铈/二氧化铈膜及其制备方法。本发明把镍和铜既作为提高二氧化铈膜氧离子导电性能的掺杂剂，同时也作为碳氢燃料制氢气的催化剂，采用阳极氧化法和热处理法制