无机有机溶胶法制备掺杂铬酸镧前驱体系研究

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1、山东大学硕士学位论文摘要掺杂铬酸镧材料在固体氧化物燃料电池中的日益广泛应用，促进了其超细粉体制备方法的不断改进。其中，通过无机．有机溶胶法制备的粉体组分均匀、颗粒细小、性质稳定，有益于后期的致密化烧结，因此该方法具有良好的应用前景。本文详细介绍了陶瓷粉体制备技术的研究现状，系统综述了在湿化学制备方法中不同前驱体配位体系对制备过程及最终粉体结构、形态的影响。在此基础上，我们选取结构由复杂到简单的EDTA二钠盐、柠檬酸、乙二醇和尿素为配体，采用无机．有机溶胶法制备掺杂铬酸镧超细粉体，并对不同的单配位及混合配位体系进行了对比分析，另外，还研究了硝酸铵氧化剂对络

2、合体系的影响。应用红外光谱(兀：IR)、热分析(DSC．TG和DTA-TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及高分辨透射电镜(HREM)对有机前驱体结构、前驱体的热分解过程、粉体颗粒形貌以及晶体结构进行了研究，通过对比得到不同前驱配位体系对粉体组分及形态的影响规律，优选出了最佳的配位体系。一无机．有机溶胶法制备钙钛矿型掺杂铬酸镧粉体的过程中，复杂结构的EDTA二钠盐、柠檬酸，直链结构的乙二醇和小分子结构的尿素都可以作为配体参与金属离子的配位，但在单络合剂配位体系中它们的配位能力和对金属阳离子的分散效果都依次递减。柠檬酸分子中的羟基可以与羧基发

3、生少量分子间酯化作用，这种化学键连接要强于EDTA二钠盐体系中分子之间的氢键连接，因此在单络合剂体系中柠檬酸是较好的配位体。乙二醇和尿素虽然都可以发生配位作用，但不能得到均匀稳定的溶胶体系。在后期的燃烧过程后，乙二醇体系仅得到LaCrO。相为主的粉体，需要更高温度煅烧才能获得钙钛矿型复合氧化物。在多配体系中，乙二醇．尿素混配体系中的轻度交联虽然提高了前驱体的均匀性，但受两者小分子结构的限制很难获得均匀稳定溶胶体系；不过乙二醇．尿素混配而成的前驱体是富燃体系，可以在较低温度直接得到钙钛矿型的铬酸镧相。柠檬酸和乙二醇的酯化作用使分子之间以强化学键连接形成了大

4、分子网状结构，同时乙二醇的加入改善了金属离子的络合环境实现了离子的均匀稳山东大学硕士学位论文定分布，因此柠檬酸．乙二醇体系是制备铬酸镧的理想体系。EDTA-柠檬酸．乙二醇体系中，EDTA的参与络合解决了其他配体对Ca离子配位能力不强的问题，是制备钙掺杂铬酸镧的理想混配体系。根据前驱体中是否补给氧化剂(硝酸铵)，无机．有机溶胶法可分为Pechini法和低温燃烧法。Pechini法中凝胶的分解过程是一种链式反应，而低温燃烧法中添加的足量硝酸铵使有机物在较低温度下自发反应，属于自蔓延反应。两种方法均可得到相同结构的钙钛矿型掺杂铬酸镧粉体，燃烧法合成的粉体粒径较

5、小，团聚较轻。关键词：无机．有机溶胶法；掺杂铬酸镧；前驱体；单配位体系；混合配位体系Ⅱ山东大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeextensiveUSeofdopedLanthanumChromites(LaCr03)inSolidOxideFuelCells(SOFC矗)，theimprovementprogre锚ofpreparationmethodstogetsuperfjmepowderswereaccelerated．Theinorganic-organicsolhassignificantapplicationprospectbeca

6、useoftheuniformityandthestabilityofthesuperfmepowdersmadebythemethod．Thethesisintroducestherecentadvancesonthetechniquesofpreparationofino曙anicpowders，systemicallygivesanoverviewoftheinfluencesofdifferentchelating-agentsystemsontheprocessofpreparation,onthestructuresandtheshapeso

7、fultimatepowdersinthewet-chemicalmethods．Ontheabovebases，thedopedLanthanumChromites(LaCr03)superfinepowderswerepreparedviatheinorganic-organicsolprocess，anddisodiumethylenediaminetetraacetate(EDTA-2Na)、citricacid(cA)、ethylenegiycol但G)、ureawhichstructurefromcomplextoeasywereusedas

8、theligandsintheprecursor．Thedifferencesa