BaZrO3基质子导体的制备及应用

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1、中图分类号：O614.41+2论文编号：2017304041UDC：密级：公开硕士学位论文BaZrO3基质子导体的制备及应用作者姓名：杨文杰学科名称：化学工程研究方向：材料电化学学习单位：华北理工大学学制:2.5年提交日期:2017年12月4日申请学位类别：工程硕士导师姓名：李跃华副教授单位：华北理工大学化学工程学院姚维学高工单位：唐山宝铁煤化工有限公司论文评阅人：戴磊教授单位：华北理工大学化学工程学院朱靖副教授单位：华北理工大学化学工程学院何章兴副教授单位：华北理工大学化学工程学院论文答辩日期：2018年3月2日答辩

2、委员会主席：刘大成教授关键词：质子导体；电导率；透氢唐山华北理工大学2018年3月PreparationandApplicationofBariumZirconate-basedProtonConductorsDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringbyYangWenjie(ChemicalEn

3、gineering)LiYuehuaSupervisor:YaoWeixueMarch,2018独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定

4、，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：□自授予学位之日起□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要摘要Y掺杂的锆酸钡在高温含氢氛围下具有质子导电性，具有良好的化学稳定性和较高的晶粒电导率，但存在着难以烧结和晶界电阻大的问题。论文通过掺杂和添加烧结助剂，来提高Y掺杂的锆酸钡的烧结性能和电导率。研究了双烧结助

5、剂CH3COOLi/Zn(NO3)26H2O对BaZr0.8Y0.2O3-δ的烧结性能的影响。其中，2mol%CH3COOLi/2mol%Zn(NO3)26H2O可使BaZr0.8Y0.2O3-δ在1400°C烧结8h下相对密度达到95.1%，在湿润的空气氛围中，700°C下的电导率达到6.90×10-3S·cm-1。厚度为1.00mm的BaZr0.8Y0.2O3-δ透氢膜在温度800°C，50%H-1-22/N2下透氢量达到0.09mL·min·cm。采用高温固相法制备了新型稳定的BaZrO3基质子导体BaZr0

6、.8-xHfxY0.2O3-δ（0.05≤x≤0.25），研究Hf掺杂对其烧结性能和电导率的影响。研究表明：BaZr0.6Hf0.2Y0.2O3-δ在1600°C烧结8h下的相对密度达到94.79%，在湿润的空气氛围中，700°C下的电导率达到8.42×10-3S·cm-1。研究了烧结助剂Zn(NO3)26H2O、CH3COOLi或NiO对BaZr0.6Hf0.2Y0.2O3-δ的烧结性能的影响。其中，Zn(NO3)26H2O添加量为4mol%可使BaZr0.6Hf0.2Y0.2O3-δ在1400°C烧结8h下的相

7、对密度达到95.75%，在湿润的空气氛围中，700°C下的电导率达到8.74×10-3S·cm-1，比起不加烧结助剂的BaZr0.6Hf0.2Y0.2O3-δ的烧结温度降低200°C。图37幅；表8个；参91篇。关键词：质子导体；电导率；透氢分类号：O614.41+2-I-华北理工大学硕士学位论文AbstractY-dopedBaZrO3protonconductorsshowprotonicconductivityundercontaininghydrogenatmosphereatelevatedtemperatu

8、res.Withthecombiningmeritsofchemicalstabilityandhighbulkconductivity,butithavethepoorsinterabilityandextremelyhighgrainboundaryresistance.Thesinterabilityandelectrica