專利名稱：鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜材料及制法，尤其是一種鉬酸鑭
(La2Mo209 )基固體電解質(zhì)薄膜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著氧離子導(dǎo)體材料在能源、電化學(xué)器件等方面的廣泛應(yīng)用， 研發(fā)具有實(shí)用價值的中、低溫氧離子導(dǎo)體材料已成為人們亟待解決的難題。 最近，對鉬酸鑭基氧離子導(dǎo)體材料的塊體材料的研究表明，該類材料有可能 在中溫燃料電池，氧傳感器等電化學(xué)器件上作為固體電解質(zhì)和電極材料使用。 為此，人們作了一些嘗試和各種努力，如在2007年5月16日公開的本申請 人的一份中國發(fā)明專利申請公布說明書CN 1962460A中披露的一種"鉬酸鑭
(La2Mo209)基中溫離子導(dǎo)體材料及其制備方法"。它意欲提供一種塊狀的中 溫離子導(dǎo)體材料和該材料的制備方法；其中，材料為具有("2-人)(Mo2-yBy)09—s 化學(xué)式組成的鉬酸鑭基，式中的A為鑭位摻雜物，x為0.03-0.3， B為鉬位 摻雜物，y為O. 03-0.5;方法為按照(La2-XAX) (Mo2—yBy) 09-5的成分比，稱取硝 酸鑭[La (N03) J 、鑭位摻雜物、鉬酸銨[(冊4)6\107024]和鉬位摻雜物配成溶液， 并向其中先后加入檸檬酸、乙醇和水，以及硝酸、乙二醇或聚乙二醇，加熱 攪拌成凝膠后再干燥、鍛燒得到納米晶粉體，然后將其模壓成坯體和再對其 進(jìn)行干燥、排膠和鍛燒而制得晶粒尺寸為100nm-15^im的鉬酸鑭基中溫離子 導(dǎo)體材料。但是，無論是鉬酸鑭基中溫離子導(dǎo)體材料，還是其制備方法，都 存在著不足之處，首先，鉬酸鑭基中溫離子導(dǎo)體材料為陶瓷質(zhì)的塊狀，且晶 粒的尺寸偏大，制約了應(yīng)用的范圍，尤為將其作為固體電解質(zhì)應(yīng)用時，因需 要的是多晶薄膜形態(tài)，故難以適用；其次，制備方法制得的制成品為塊狀，不 能獲得多晶薄膜狀的鉬酸鑭基材料;再次，制備工藝較繁雜，且耗能、費(fèi)時， 使生產(chǎn)成本難以降低，不利于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提 供一種呈納米級的多晶薄膜形態(tài)的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料。
本發(fā)要解決的另一個技術(shù)問題為提供一種鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材 料的制備方法。
為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為鉬酸鑭基固體電解質(zhì) 薄膜材料包括基底和具有(La2-A) (Mo2—yBy)09—s化學(xué)式組成的鉬酸鑭基，化學(xué)式 中的A為鑭位摻雜物，x為0. 03~0. 3， B為鉬位摻雜物，y為0.03-0.5，
特別是所說基底上覆有所說鉬酸鑭基構(gòu)成的固體電解質(zhì)多晶薄膜，所說固體 電解質(zhì)多晶薄膜的厚度為50nm 10^un，其由粒徑為10 ~ 90nm的鉬酸鑭基粒 子構(gòu)成。
作為鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的鑭位摻雜物A 為鉀或鋇或釓或釹或鉍或鈣或空位；所述的鉬位摻雜物B為鐵或錳或鎢或錸 或鉻或釩或空位;所述的基底為單晶硅或石英或坡璃或陶瓷或云母或金屬。
為解決本發(fā)明的另一個技術(shù)問題，所釆用的另一個技術(shù)方案為鉬酸鑭 基固體電解質(zhì)薄膜材料的制備方法包括溶膠-凝膠法，特別是它是按以下步驟 完成的(a)按照(La2-人)(Mo2-yBy)0^的成分比，稱取相應(yīng)量的氧化鑭、鑭 位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽、鉬酸銨[(NH丄Mo70j和鉬位摻雜物的 氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽，并將氧化鑭溶于硝酸，其它的分別配制成相應(yīng)的 水溶液后,先將硝酸鑭aa (N03) 3〗溶液滴加入攪拌下的鉬酸銨[(NH4) 6Mo7 0 24] 溶液中，再向其中加入鑭位摻雜物溶液和鉬位摻雜物溶液得混合溶液，接著， 向混合溶液中添加檸檬酸后攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子 的摩爾比為1:1~3，之后，將其置于60~100匸下攪拌2~10小時后形成清 亮溶膠，然后，對清亮溶膠過濾得溶膠；(b)先將溶膠與水溶性高分子聚合 物相混合，并對其加水調(diào)節(jié)，使其中的金屬離子總濃度為0. 01~0.2mol/L、 高分子濃度為20~80g/L，再向其中加入硝酸調(diào)節(jié)pH值為0. 5~4，經(jīng)攪拌得 涂膜膠體；(c)先用涂膜膠體涂覆基底，再將涂覆有涂膜膠體的基底升溫至 600 - 65(TC并于550 60(TC下保溫10~50小時，重復(fù)本步驟至少一次以上， 制得鉬酸鑭(U2Mo209)基固體電解質(zhì)薄膜材料。
作為鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的水 溶性高分子聚合物為聚乙二醇或聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮；所述的涂覆為 旋涂或噴涂或浸漬；所述的升溫至600 - 650°C時的升溫速率為3 ~ 5°C/min。
相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，對制得的薄膜材料分別使用場發(fā) 射掃描電子顯微鏡和X-射線衍射儀進(jìn)行表征，從得到的掃描電鏡照片和X-
射線衍射圖譜可知，薄膜的厚度為50nm l(^m。薄膜的致密度高，晶粒尺度 為10-90nm,顆粒間結(jié)合緊密，無孔洞和裂紋，且其相態(tài)純凈。薄膜是由具 有(La^Ax) (Mo2-yBy)0,-s化學(xué)式組成的鉬酸鑭基構(gòu)成，化學(xué)式中的A為鑭位摻雜 物，x為0.03 ~ 0.3， B為鉬位摻雜物，y為0.03-0. 5,其中，鑭位摻雜物A 為鉀或鋇或釓或釹或鉍或鈣或空位，鉬位摻雜物B為鐵或錳或鎢或錸或鉻或 釩或空位；其二，經(jīng)交流阻抗法測定，薄膜在400 80(TC的中溫區(qū)具有較高 的離子電導(dǎo)率，這是由于導(dǎo)體材料顆粒間結(jié)合的緊密和晶界處雜質(zhì)偏析濃度 低，幾乎不能形成阻擋層所致，使總電導(dǎo)率得以有明顯的整體提高；其三，
薄膜的附著性好，對基底無明顯的選擇性；其四，制備方法所需的設(shè)備少，
工藝簡單，且熱處理的溫度低和用時短，生產(chǎn)成本低，安全性好，適于大規(guī)
模的工業(yè)化生產(chǎn)；其五，制備方法以無機(jī)鹽為原料，以水做溶劑，不僅原料 價廉易得，還對環(huán)境十分友好。方法還易于方便準(zhǔn)確地控制薄膜的化學(xué)成分， 輕易地實(shí)現(xiàn)各種成分及含量的摻雜。方法中的旋涂工藝只需于大氣氣氛、常 溫下進(jìn)行，簡便易行，工藝可操作性好，利于制備大面積的薄膜。方法的工 藝參數(shù)范圍寬，工藝適用性強(qiáng)，重復(fù)性好，具備可移植性，可用于其它氧化 物多晶薄膜材料的制備；其六，方法對薄膜的結(jié)晶狀況、厚度、粒徑、形貌、 密度等質(zhì)量指標(biāo)均可有效地進(jìn)行控制。
作為有益效果的進(jìn)一步體現(xiàn)， 一是鑭位摻雜物A優(yōu)選鉀或鋇或釓或釹或 鉍或鈣或空位，鉬位摻雜物B優(yōu)選鐵或錳或錫或錸或鉻或釩或空位，基底優(yōu)
選單晶硅或石英或玻璃或陶瓷或云母或金屬，既使得原料的來源較為豐富，
又使制備工藝更易實(shí)施且靈活；二是水溶性高分子聚合物優(yōu)選聚乙二醇或聚 乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，不僅使水溶性高分子聚合物來源的選擇有了較大 的回旋余地，還利于提高涂膜膠體的涂膜性；三是升溫至600 ~ 650匸時的升 溫速率優(yōu)選為3~5°C/min，除利于薄膜的成膜之外，還確保了薄膜的質(zhì)量。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 圖l是對制得的不同厚度的薄膜材料使用日本JEOL公司的場發(fā)射掃描電 子顯微鏡(SEM)觀察其斷面后拍攝的六張SEM照片，由這些SEM照片可看出 薄膜的厚度；
圖2是對釆用不同的熱處理溫度所制得的薄膜材料使用日本JEOL公司的
場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)觀察表面形貌后拍攝的四張SEM照片，其中， 左上角的SEM照片顯示的是55(TC下保溫50小時制得的薄膜材料，右上角的 SEM照片顯示的是565'C下保溫40小時制得的薄膜材料，左下角的SEM照片 顯示的是58(TC下保溫30小時制得的薄膜材料，右下角的SEM照片顯示的是 60(TC下保溫10小時制得的薄膜材料，由這些SEM照片可看出，隨著熱處理
溫度的升高，薄膜表面的致密度也呈增加的趨勢；
圖3是對制得的薄膜材料使用Phillips X'Pert型X-射線衍射儀測試后 得到的X-射線衍射(XRD)圖譜，其中，橫坐標(biāo)為2 6角度，縱坐標(biāo)為衍射強(qiáng) 度。從XRD圖譜可知，薄膜的物相為由具有("2-人)(Mo^By)09-s化學(xué)式組成的 鉬酸鑭基構(gòu)成，其中的鑭位摻雜物A為鉀或鋇或釓或釹或鎮(zhèn)或鉤或空位、鉬 位摻雜物B為鐵或錳或鎢或錸或鉻或釩或空位。
具體實(shí)施方式
首先用常規(guī)方法制得或從巿場購得作為鑭位摻雜物A的 鉀或鋇或釓或釹或鉍或鉀或其的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽，作為鉬位摻雜物 B的鐵或錳或鎢或錸或鉻或釩或其的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽，作為基底的 單晶硅或石英或玻璃或陶瓷或云母或金屬，以及作為水溶性高分子聚合物的 聚乙二醇或聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。接著，
實(shí)施例1:按以下步驟依次完成制備a)按照LawK。.。3MoL97Fe。.。30,-s的 成分比，稱取相應(yīng)量的氧化鑭、鑭位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽、鉬 酸銨[(仰4)^07024]和鉬位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽，其中，鑭位摻 雜物的硝酸鹽選用硝酸鉀、鉬位摻雜物的硝酸鹽選用硝酸鐵。并將氧化鑭溶 于硝酸，其它的分別配制成相應(yīng)的水溶液后，先將硝酸鑭[La(N03)3]溶液滴 加入攪拌下的鉬酸銨[(NH4) 6Mo7024]溶液中，再向其中加入鑭位摻雜物硝酸鉀 溶液和鉬位摻雜物硝酸鐵溶液得混合溶液。接著，向混合溶液中添加獰檬酸 后攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為1:1。之后， 將其置于6(TC下攪拌10小時后形成清亮溶膠。然后，對清亮溶膠過濾得溶 膠。b)先將溶膠與水溶性高分子聚合物相混合，其中，水溶性高分子聚合 物選用聚乙二醇。并對其加水調(diào)節(jié)，使其中的金屬離子總濃度為0.01mol/L、 高分子濃度為20g/L。再向其中加入硝酸調(diào)節(jié)pH值為0.5,經(jīng)攪拌得涂膜膠 體。c)先用涂膜膠體涂覆基底，其中，涂覆選用旋涂，基底選用單晶硅。
再將涂覆有涂膜膠體的基底升溫至60(TC并于55(TC下保溫50小時，其中， 升溫至60(TC時的升溫速率為5'C/min。重復(fù)本步驟為2次，制得如圖1、圖 2左上角的SEM照片所示以及圖3中的曲線所示的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜 材料。
實(shí)施例2:按以下步驟依次完成制備a)按照LaL97K。.。3Mo^Fe。.。309-s的 成分比，稱取相應(yīng)量的氧化鑭、鑭位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽、鉬 酸銨[(冊4)^07024]和鉬位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽，其中，鑭位摻
雜物的硝酸鹽選用硝酸鉀、鉬位摻雜物的硝酸鹽選用硝酸鐵。并將氧化鑭溶 于硝酸，其它的分別配制成相應(yīng)的水溶液后，先將硝酸鑭[La(N03)3]溶液滴 加入攪拌下的鉬酸銨[(NH4) 6Mo7024]溶液中，再向其中加入鑭位摻雜物硝酸鉀 溶液和鉬位摻雜物硝酸鐵溶液得混合溶液。接著，向混合溶液中添加杼檬酸 后攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為1:1.5。之后， 將其置于7(TC下攪拌8小時后形成清亮溶膠。然后，對清亮溶膠過濾得溶膠。 b)先將溶膠與水溶性高分子聚合物相混合，其中，水溶性高分子聚合物選 用聚乙二醇。并對其加水調(diào)節(jié)，使其中的金屬離子總濃度為0. 05mol/L、高 分子濃度為35g/L。再向其中加入硝酸調(diào)節(jié)pH值為1,經(jīng)攪拌得涂膜膠體。c) 先用涂膜膠體涂覆基底，其中，涂覆選用旋涂，基底選用單晶硅。再將涂覆 有涂膜膠體的基底升溫至62(TC并于565'C下保溫40小時，其中，升溫至 62(TC時的升溫速率為4. 5°C/min。重復(fù)本步驟為4次，制得如圖1、圖2右 上角的SEM照片所示以及圖3中的曲線所示的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料。 實(shí)施例3:按以下步驟依次完成制備a)按照La^K^Mo^Fe^O,—8的 成分比，稱取相應(yīng)量的氧化鑭、鑭位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽、鉬 酸銨[(冊4)^07024]和鉬位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽，其中，鑭位摻
雜物的硝酸鹽選用硝酸鉀、鉬位摻雜物的硝酸鹽選用硝酸鐵。并將氧化鑭溶 于硝酸，其它的分別配制成相應(yīng)的水溶液后，先將硝酸鑭[La(N03)3]溶液滴 加入攪拌下的鉬酸銨[(NH4) 6Mo7 0 24]溶液中，再向其中加入鑭位摻雜物硝酸鉀 溶液和鉬位摻雜物硝酸鐵溶液得混合溶液。接著，向混合溶液中添加杼檬酸 后攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為1:2。之后， 將其置于8(TC下攪拌6小時后形成清亮溶膠。然后，對清亮溶膠過濾得溶膠。 b)先將溶膠與水溶性高分子聚合物相混合，其中，水溶性高分子聚合物選 用聚乙二醇。并對其加水調(diào)節(jié)，使其中的金屬離子總濃度為0.1mol/L、高分 子濃度為50g/L。再向其中加入硝酸調(diào)節(jié)pH值為2，經(jīng)攪拌得涂膜膠體。c) 先用涂膜膠體涂覆基底，其中，涂覆選用旋涂，基底選用單晶硅。再將涂覆 有涂膜膠體的基底升溫至63(TC并于58(TC下保溫30小時，其中，升溫至 630。C時的升溫速率為4t:/min。重復(fù)本步驟為6次，制得如圖1、圖2左下 角的SEM照片所示以及圖3中的曲線所示的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料。
實(shí)施例4:按以下步驟依次完成制備a)按照LanK。.。3Mo,."Fe。.。A-s的 成分比，稱取相應(yīng)量的氧化鑭、鑭位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽、鉬 酸銨[(NH4)6MoA4]和鉬位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽，其中，鑭位摻 雜物的硝酸鹽選用硝酸鉀、鉬位摻雜物的硝酸鹽選用硝酸鐵。并將氧化鑭溶 于硝酸，其它的分別配制成相應(yīng)的水溶液后，先將硝酸鑭[La(N03)3]溶液滴 加入攪拌下的鉬酸銨[(NH4) 6Mo7024]溶液中，再向其中加入鑭位摻雜物硝酸鉀 溶液和鉬位摻雜物硝酸鐵溶液得混合溶液。接著，向混合溶液中添加梓檬酸 后攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為1:2.5。之后， 將其置于9(TC下攪拌4小時后形成清亮溶膠。然后，對清亮溶膠過濾得溶膠。 b)先將溶膠與水溶性高分子聚合物相混合，其中，水溶性高分子聚合物選 用聚乙二醇。并對其加水調(diào)節(jié)，使其中的金屬離子總濃度為0.15mol/L、高 分子濃度為65g/L。再向其中加入硝酸調(diào)節(jié)pH值為3，經(jīng)攪拌得涂膜膠體。c) 先用涂膜膠體涂覆基底，其中，涂覆選用旋涂，基底選用單晶硅。再將涂覆 有涂膜膠體的基底升溫至64(TC并于59(TC下保溫20小時，其中，升溫至 64(TC時的升溫速率為3. 5°C/min。重復(fù)本步驟為8次，制得如圖1、近似于 圖2左下角的SEM照片所示以及圖3中的曲線所示的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄 膜材料。
實(shí)施例5:按以下步驟依次完成制備a)按照La^K^Mo^Fe^O,—5的 成分比，稱取相應(yīng)量的氧化鑭、鑭位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽、鉬 酸銨[(NH4)6Mo7024]和鉬位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽，其中，鑭位摻 雜物的硝酸鹽選用硝酸鉀、鉬位摻雜物的硝酸鹽選用硝酸鐵。并將氧化鑭溶 于硝酸，其它的分別配制成相應(yīng)的水溶液后，先將硝酸鑭[La(N03)3]溶液滴
加入攪拌下的鉬酸銨[(NH4) 6Mo7024]溶液中，再向其中加入鑭位摻雜物硝酸鉀 溶液和鉬位摻雜物硝酸鐵溶液得混合溶液。接著，向混合溶液中添加檸檬酸 后攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為1:3。之后， 將其置于iooi:下攪拌2小時后形成清亮溶膠。然后，對清亮溶膠過濾得溶 膠。b)先將溶膠與水溶性高分子聚合物相混合，其中，水溶性高分子聚合 物選用聚乙二醇。并對其加水調(diào)節(jié)，使其中的金屬離子總濃度為0.2mol/L、 高分子濃度為80g/L。再向其中加入硝酸調(diào)節(jié)pH值為4,經(jīng)攪拌得涂膜膠體。 c)先用涂膜膠體涂覆基底，其中，涂覆選用旋涂，基底選用單晶硅。再將 涂覆有涂膜膠體的基底升溫至650iC并于600iC下保溫10小時，其中，升溫 至650'C時的升溫速率為3'C/min。重復(fù)本步驟為10次，制得如圖1、圖2 右下角的SEM照片所示以及圖3中的曲線所示的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材 料。
再分別選用鑭位摻雜物A的鋇或釓或釹或鋮或努或空位、鉬位摻雜物B 的錳或鎢或錸或鉻或釩或空位來進(jìn)行雙位摻雜或鑭位摻雜或鉬位摻雜，選用 基底的石英或玻璃或陶瓷或云母或金屬，以及作為水溶性高分子聚合物的聚 乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，重復(fù)上述實(shí)施例1 5，同樣制得如圖1和圖2所 示以及圖3中的曲線所示的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料 及其制備方法進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘 若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料，包括基底和具有(La2-xAx)(Mo2-yBy)O9-δ化學(xué)式組成的鉬酸鑭基，化學(xué)式中的A為鑭位摻雜物，x為0.03～0.3，B為鉬位摻雜物，y為0.03～0.5，其特征在于所說基底上覆有所說鉬酸鑭基構(gòu)成的固體電解質(zhì)多晶薄膜，所說固體電解質(zhì)多晶薄膜的厚度為50nm～10μm，其由粒徑為10～90nm的鉬酸鑭基粒子構(gòu)成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料，其特征是鑭位 摻雜物A為鉀或鋇或釓或釹或鎮(zhèn)或鉤或空位。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料，其特征是鉬位 摻雜物B為鐵或錳或鎢或錸或鉻或釩或空位。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料，其特征是基底 為單晶硅或石英或玻璃或陶瓷或云母或金屬。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料的制備方法，包 括溶膠-凝膠法，其特征在于是按以下步驟完成的(a) 按照(La2-xAj (Mo2—yBy)O,-s的成分比，稱取相應(yīng)量的氧化鑭、鑭位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽、鉬酸銨和鉬位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或 乙酸鹽，并將氧化鑭溶于硝酸，其它的分別配制成相應(yīng)的水溶液后，先將硝 酸鑭溶液滴加入攪拌下的鉬酸銨溶液中，再向其中加入鑭位摻雜物溶液和鉬 位摻雜物溶液得混合溶液，接著，向混合溶液中添加獰檬酸后攪拌，其中， 梓檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為1:1~3,之后，將其置于60~ 10(TC下攪拌2 10小時后形成清亮溶膠，然后，對清亮溶膠過濾得溶膠；(b) 先將溶膠與水溶性高分子聚合物相混合，并對其加水調(diào)節(jié)，使其 中的金屬離子總濃度為0. 01~0. 2mol/L、高分子濃度為20~80g/L，再向其 中加入硝酸調(diào)節(jié)pH值為0.5~4，經(jīng)攪拌得涂膜膠體；(c )先用涂膜膠體涂覆基底，再將涂覆有涂膜膠體的基底升溫至600 ~ 65(TC并于550 - 60(TC下保溫10~50小時，重復(fù)本步驟至少一次以上，制得 鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料的制備方法，其 特征是水溶性高分子聚合物為聚乙二醇或聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料的制備方法，其特征是涂覆為旋涂或噴涂或浸漬。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料的制備方法，其 特征是升溫至600 650'C時的升溫速率為3~5°C/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉬酸鑭基固體電解質(zhì)薄膜材料及其制備方法。材料為基底上覆有厚度為50nm～10μm的鉬酸鑭基構(gòu)成的固體電解質(zhì)多晶薄膜，其由粒徑為10～90nm的鉬酸鑭基粒子構(gòu)成；方法為(a)按照(La<sub>2-x</sub>A<sub>x</sub>)(Mo<sub>2-y</sub>B<sub>y</sub>)O<sub>9-δ</sub>成分比，稱取氧化鑭、鑭位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽、鉬酸銨和鉬位摻雜物的氧化物或硝酸鹽或乙酸鹽配成溶液，并依次將硝酸鑭溶液、鑭位摻雜物和鉬位摻雜物溶液以及檸檬酸加入攪拌下的鉬酸銨溶液中，然后將其置于60～100℃下攪拌2～10小時后過濾得溶膠；(b)將溶膠與水溶性高分子聚合物混合得涂膜膠體；(c)將涂有涂膜膠體的基底升溫至600～650℃并于550～600℃下保溫10～50小時制得材料。它可在中溫燃料電池、氧傳感器上作為固體電解質(zhì)和電極材料使用。
文檔編號C01G39/00GK101348279SQ20071002417
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者張德明, 方前鋒, 王先平, 王建新 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院