La₂Zr₂O₇基体Zr位掺杂的高电导率质子导体材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种La₂Zr₂O₇基体Zr位掺杂的高电导率质子导体材料及其制备方法，属于先进陶瓷材料技术。该材料的分子结构式为：La₂Zr_2-xM_xO_7-δ，其中，M为Yb³⁺或Er³⁺或Gd³⁺或Sc³⁺；x值为0.01～1；δ为x/2。其制备过程包括：以La₂O₃、ZrO₂和Yb₂O₃或Er₂O₃或Gd₂O₃或Sc₂O₃为原料，根据分子式按各物质摩尔比进行配料，按配料的质量百分比加分散剂，然后用水或乙醇为介质与配料行球磨混合，经干燥后得粉料；粉料经球磨、烘干、过筛，合成和保温得合成料；合成料经球磨干压成型后，在1400～1650℃在空气气氛中烧结、冷却至室温制得本发明材料。本发明过程简单，成本低廉，通过掺杂，改善了材料的电性能，在700℃质子电导率达到1.03×10^-3S/cm，为开发氢气和水蒸气传感器、氢泵、催化剂和浓差电池电解质材料奠定了基础。

主权项

1. 一种La2Zr2O7基体Zr位掺杂的高电导率质子导体材料，其特征在于，该材料的分子结构式为：La2Zr2-xMxO7-δ，其中，M代表Zr位掺杂离子，为Yb3+或Er3+或Gd3+或Sc3+；X值为0. 01～1；δ代表掺杂后产生的氧空位，其值为x/2。