CN107445203A - 一种氧化钪稳定的氧化锆及其制备方法 - Google Patents

一种氧化钪稳定的氧化锆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，所述本发明所述氧化钪稳定的氧化锆在制备过程中，先采用模板剂对合成具有空间位阻的氧氯化锆的前驱物，再采用共沉淀法制备氧化钪稳定的氧化锆。采用本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆颗粒分散性好，大小均一。本发明还公开了一种氧化钪稳定的氧化锆，将制备而成的氧化钪稳定的氧化锆粉体用于现行的流延工艺，可以有效解决粉体在有机浆料中易团聚、分散性差而导致烧结成瓷片的密度低，电导率低的问题。

Description

一种氧化钪稳定的氧化锆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氧化锆及其制备方法，具体涉及一种氧化钪稳定的氧化锆及其制备方法。
背景技术
氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)粉体是优良的氧离子导体，并且在氧化气氛和还原气氛下都很稳定，是最常用的固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质，还被广泛用于氧探测器、氧分离膜等，特别是在功能陶瓷领域，应用极为广泛。
目前有关氧化钇稳定氧化锆粉体的制备方法有很多种，已见报道的有共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀-凝胶法、醇-水溶液法、共沸蒸馏法、微波辅助法、反相胶束法、微乳液法等。共沉淀方法因其具有设备简单、操作方便、成本低廉等优点，受到广泛的关注。共沉淀法是向含有多种金属阳离子的溶液中加入沉淀剂，使所有金属阳离子同时沉淀的方法。用共沉淀法制备钪稳定氧化锆纳米粉体，一般是向可溶性锆盐和钪盐的混合水溶液中，加入氨水、氢氧化钠、碳酸铵等碱性物质，生成锆和钪的氢氧化物沉淀，再对沉淀物进行洗涤、干燥、焙烧、粉碎，即得超细粉末；但是，共沉淀法制备的粉体经常存在硬团聚问题。虽然用乙醇或其他有机溶剂洗涤，可除去表面的配位水分子，避免硬团聚的发生，但实践表明这并不能完全消除硬团聚。硬团聚现象严重影响粉体的应用性能，造成陶瓷烧结温度高，烧结性能差等不良后果。因此，探索一种能够解决硬团聚问题的方法，具有现实意义。
目前的ScSZ制备方法中存在的问题是：
1)ScSZ粉体前驱体煅烧后易产生团聚，导致ScSZ粉体颗粒分散性差、大小不均一；
2)共沉淀法制备的ScSZ粉体用于现行的电解质隔膜片制备的流延工艺，经烧结后隔膜片成瓷密度低，电导率低。
导致问题的技术原因：
1)共沉淀法制备的前驱体由于表面存在较多的水分子，煅烧干燥过程中由于毛细管力作用，颗粒间产生羟基键合导致粉体存在硬团聚，粉体的颗粒大小不均匀；
2)共沉淀法制备的粉体由于硬团聚，研磨效果差导致粉料分散性差，用于现行的流延工艺中，与有机浆料的结合易产生团聚，烧结后存在较多的孔洞，导致成瓷密度低，电导率低，无法大规模工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种氧化钪稳定的氧化锆及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将模板剂加入质量浓度为10～30％氧氯化锆溶液中，在温度为25～80℃的条件下，搅拌2～8h，得氧氯化锆的前驱体溶液；
(2)、共沉淀：将氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入步骤(1)所得氧氯化锆的前驱体溶液中，加入碱性溶液调节氧氯化锆的前驱体溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(3)、水洗：洗涤步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，压滤得滤渣；
(4)、煅烧：将滤渣在900～1100℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(5)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
其中，所述模板剂为蔗糖脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂酰乳酸钠和十二烷基硫酸钠中的至少一种。
步骤(2)中，所述碱性溶液可以为氢氧化钠、碳酸钠、氨水等，优选为氨水。
本发明选用质量浓度为10～30％的氧氯化锆溶液，氧氯化锆溶液浓度低，模板剂与氧氯化锆溶液反应充分、结合性好，模板剂的空间位阻作用好，粉体颗粒的分散性好，流延后产品的电导率在相同条件下，表现出更高的电导率，氧氯化锆溶液浓度过低，生产效率低。高浓度的氧氯化锆与模板剂反应时由于竞争关系，氧氯化锆与模板剂的结合不充分，空间位阻作用小，粉体容易团聚，分散性相对较差。综合考虑生产效率和电导率，本发明选用上述质量浓度的氧氯化锆溶液。
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆在制备过程中，先采用模板剂对合成具有空间位阻的氧氯化锆的前驱物，再采用共沉淀法制备氧化钪稳定的氧化锆，采用上述制备条件制备而成的氧化钪稳定的氧化锆颗粒分散性好，大小均一。将制备而成的氧化钪稳定的氧化锆粉体用于现行的流延工艺，可以有效解决粉体在有机浆料中易团聚、分散性差而导致烧结成瓷片的密度低，电导率低的问题。
优选地，步骤(1)中，所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.2～1:1。
更优选的，步骤(1)中，所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.5:1。
优选地，步骤(1)中，所述反应温度为55～65℃，搅拌时间为4～6h。
步骤(1)中反应温度和时间影响前驱体和模板剂的结合，反应温度低，模板剂与前驱体反应速度慢，反应温度高，颗粒不均匀，颗粒较大。反应时间短，反应不充分，反应时间长，颗粒不均匀，颗粒较大，生产效率低。经发明人多次反复试验得出，采用上述反应温度和搅拌时间时，前驱体和模板剂的结合较好，煅烧后粉体分散性较好。
更优选地，步骤(1)中，所述反应温度为60℃，搅拌时间为5h。采用上述反应温度和搅拌时间时，前驱体和模板剂的结合最好，得到的煅烧后的氧化钪稳定的氧化锆粉体分散性最好。
优选地，在所述氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为8～12mol％，所述氧化铈的含量为0.5～2mol％。
更优选地，在所述氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为10mol％，所述氧化铈的含量为1mol％。
优选地，步骤(3)中，洗涤的终点为洗涤水的电导率小于50μs/cm。
优选地，步骤(5)中，所述干燥为喷雾干燥。
优选地，所述模板剂为十二烷基硫酸钠。模板剂的种类对煅烧后的氧化钪稳定的氧化锆粉体分散性有一定的影响，模板剂选用十二烷基硫酸钠时，煅烧后得到的粉体分散性最佳。
本发明还公开了一种采用上述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种氧化钪稳定的氧化锆及其制备方法。本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法利用模板剂制备具有空间位阻的氧氯化锆的前驱物，经过共沉淀、水洗和煅烧后，可以避免羟基键合作用引起的硬团聚，经湿法、喷雾干燥后扫描电镜下颗粒的分散性好。本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法工艺简单、操作性强、成本低、可实现工业化生产。氧化钪稳定的氧化锆经流延工艺，与有机浆料结合后，经过烧结后，成瓷密度高，电导率高。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，包含以下步骤：
(1)、将模板剂加入质量浓度为10％的氧氯化锆溶液中，在温度为60℃的条件下，搅拌5h，得氧氯化锆的前驱体溶液；
(2)、共沉淀：将氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入步骤(1)所得氧氯化锆的前驱体溶液中，加入氨水调节氧氯化锆的前驱体溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(3)、水洗：将步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液转移至压滤机中，用去离子水洗涤步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，洗涤至洗涤水的电导率小于50μs/cm，压滤得滤渣；
(4)、煅烧：将滤渣在950℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(5)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，然后进行喷雾干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
其中，所述模板剂为十二烷基硫酸钠；
所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.5:1；
步骤(2)中，所述氧化钪和氧化铈的加入量为：在最终制得的氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为10mol％，所述氧化铈的含量为1mol％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例2
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，包含以下步骤：
(1)、将模板剂加入质量浓度为15％氧氯化锆溶液中，在温度为25℃的条件下，搅拌2h，得氧氯化锆的前驱体溶液；
(2)、共沉淀：将氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入步骤(1)所得氧氯化锆的前驱体溶液中，加入氨水调节氧氯化锆的前驱体溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(3)、水洗：将步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液转移至压滤机中，用去离子水洗涤步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，洗涤至洗涤水的电导率小于50μs/cm，压滤得滤渣；
(4)、煅烧：将滤渣在900℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(5)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，然后进行喷雾干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
其中，所述模板剂为硬脂酰乳酸钠；
所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.2:1；
步骤(2)中，所述氧化钪和氧化铈的加入量为：在最终制得的氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为8mol％，所述氧化铈的含量为2mol％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例3
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，包含以下步骤：
(1)、将模板剂加入质量浓度为20％氧氯化锆溶液中，在温度为40℃的条件下，搅拌3h，得氧氯化锆的前驱体溶液；
(2)、共沉淀：将氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入步骤(1)所得氧氯化锆的前驱体溶液中，加入氨水调节氧氯化锆的前驱体溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(3)、水洗：将步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液转移至压滤机中，用去离子水洗涤步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，洗涤至洗涤水的电导率小于50μs/cm，压滤得滤渣；
(4)、煅烧：将滤渣在980℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(5)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，然后进行喷雾干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
其中，所述模板剂为蔗糖脂肪酸酯；
所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.42:1；
步骤(2)中，所述氧化钪和氧化铈的加入量为：在最终制得的氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为12mol％，所述氧化铈的含量为0.5mol％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例4
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，包含以下步骤：
(1)、将模板剂加入质量浓度为12％氧氯化锆溶液中，在温度为70℃的条件下，搅拌2h，得氧氯化锆的前驱体溶液；
(2)、共沉淀：将氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入步骤(1)所得氧氯化锆的前驱体溶液中，加入氨水调节氧氯化锆的前驱体溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(3)、水洗：将步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液转移至压滤机中，用去离子水洗涤步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，洗涤至洗涤水的电导率小于50μs/cm，压滤得滤渣；
(4)、煅烧：将滤渣在1050℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(5)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，然后进行喷雾干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
其中，所述模板剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.65:1；
步骤(2)中，所述氧化钪和氧化铈的加入量为：在最终制得的氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为10mol％，所述氧化铈的含量为1mol％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例5
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，包含以下步骤：
(1)、将模板剂加入质量浓度为25％氧氯化锆溶液中，在温度为80℃的条件下，搅拌4h，得氧氯化锆的前驱体溶液；
(2)、共沉淀：将氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入步骤(1)所得氧氯化锆的前驱体溶液中，加入氨水调节氧氯化锆的前驱体溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(3)、水洗：将步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液转移至压滤机中，用去离子水洗涤步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，洗涤至洗涤水的电导率小于50μs/cm，压滤得滤渣；
(4)、煅烧：将滤渣在1000℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(5)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，然后进行喷雾干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
其中，所述模板剂为硬脂酰乳酸钠；
所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.85:1；
步骤(2)中，所述氧化钪和氧化铈的加入量为：在最终制得的氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为11mol％，所述氧化铈的含量为0.8mol％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例6
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，包含以下步骤：
(1)、将模板剂加入质量浓度为30％氧氯化锆溶液中，在温度为65℃的条件下，搅拌5h，得氧氯化锆的前驱体溶液；
(2)、共沉淀：将氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入步骤(1)所得氧氯化锆的前驱体溶液中，加入氨水调节氧氯化锆的前驱体溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(3)、水洗：将步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液转移至压滤机中，用去离子水洗涤步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，洗涤至洗涤水的电导率小于50μs/cm，压滤得滤渣；
(4)、煅烧：将滤渣在1100℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(5)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，然后进行喷雾干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
其中，所述模板剂为十二烷基硫酸钠；
所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝1:1；
步骤(2)中，所述氧化钪和氧化铈的加入量为：在最终制得的氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为10.5mol％，所述氧化铈的含量为1.3mol％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例7
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1的不同之处仅在于添加的模板剂的种类不同，本实施例所述模板剂为硬脂酰乳酸钠。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例8
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1的不同之处仅在于添加的模板剂的种类不同，本实施例所述模板剂为蔗糖脂肪酸酯。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例9
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1的不同之处仅在于添加的模板剂的种类不同，本实施例所述模板剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例10
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于添加的模板剂的量不同，本实施例模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.3:1。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例11
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于添加的模板剂的量不同，本实施例模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.75:1。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例12
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中反应温度的不同，本实施例步骤(1)中反应温度为25℃。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例13
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中反应温度的不同，本实施例步骤(1)中反应温度为55℃。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例14
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中反应温度的不同，本实施例步骤(1)中反应温度为80℃。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例15
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中反应时间的不同，本实施例步骤(1)中反应时间为2h。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例16
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中反应时间的不同，本实施例步骤(1)中反应时间为4h。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例17
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中反应时间的不同，本实施例步骤(1)中反应时间为6h。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例18
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中反应时间的不同，本实施例步骤(1)中反应时间为8h。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例19
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中氧氯化锆溶液的浓度不同，本实施例步骤(1)中氧氯化锆溶液的质量浓度为20％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例20
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种实施例，本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中氧氯化锆溶液的浓度不同，本实施例步骤(1)中氧氯化锆溶液的质量浓度为30％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
对比例1
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种对比例，包括以下步骤：
(1)、共沉淀：将氧氯化锆、氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入氨水调节溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(2)、水洗：将步骤(1)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液转移至压滤机中，用去离子水洗涤步骤(1)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，洗涤至洗涤水的电导率小于50μs/cm，压滤得滤渣；
(3)、煅烧：将滤渣在950℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(4)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，然后进行喷雾干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
步骤(1)中，溶解后得到的氧氯化锆溶液的质量浓度为10％；
步骤(2)中，所述氧化钪和氧化铈的加入量为：在最终制得的氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为10mol％，所述氧化铈的含量为1mol％。
一种采用本对比例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
对比例2
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种对比例，本对比例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中氧氯化锆溶液的浓度不同，本对比例步骤(1)中氧氯化锆溶液的质量浓度为5％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
对比例3
本发明所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法的一种对比例，本对比例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法与实施例1不同之处仅在于步骤(1)中氧氯化锆溶液的浓度不同，本对比例步骤(1)中氧氯化锆溶液的质量浓度为35％。
一种采用本实施例所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
实施例21
测试实施例1～20和对比例1～3所述氧化钪稳定的氧化锆粉体的平均比表面积，并将实施例1～20和对比例1～3所述氧化钪稳定的氧化锆粉体与有机浆料混匀分散后流延成膜，经烧结后得电解质隔膜片，测试电解质隔膜片的成瓷密度，并经美国BE电化学工作站测试电解质隔膜片的电导率，测试结果见表1。
表1实施例1～20和对比例1～3所述氧化钪稳定的氧化锆的性能测试
从表1可以看出，实施例1～20所述氧化钪稳定的氧化锆的电导率均优于对比例1，说明采用模板剂的生产出来的氧化钪稳定的氧化锆的性能表现更佳优异。从实施例1与实施例7～9的对比可以看出，模板剂为十二烷基硫酸钠更有利于提高最终烧结的氧化钪稳定的氧化锆的电导率；从实施例1、实施例10和实施例11的对比可以看出，模板剂的添加量为模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.5:1时，成瓷密度和电导率更高；从实施例1和实施例12～14的对比可以看出，随着反应温度的升高，电导率先升高后降低，这是因为反应温度越高，模板剂与氧氯化锆反应更充分，模板剂起到更好的空间位阻作用，粉体颗粒的分散性越好，随着温度继续上升，颗粒表现出大小不均匀，经流延工艺制备后，产品的电导率出现下降的趋势，经试验研究得出，温度为55～65℃时，粉体制成的产品的成瓷密度和电导率均较佳；从实施例1与实施例15～18可以看出，随着反应时间的增长，电导率先升高后降低，可能是因为随着反应时间的延长，反应越充分，但是反应时间过长，颗粒不均匀，颗粒较大，经试验研究得出，最佳反应时间为4～6h，粉体制成的产品的成瓷密度和电导率均较佳；从实施例1、实施例19、20、对比例2、3的对比可以看出，氧氯化锆溶液的质量浓度为10～30％时，电导率较高。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将模板剂加入质量浓度为10～30％氧氯化锆溶液中，在温度为25～80℃的条件下，搅拌2～8h，得氧氯化锆的前驱体溶液；
(2)、共沉淀：将氧化钪和氧化铈用盐酸溶解后，加入步骤(1)所得氧氯化锆的前驱体溶液中，加入碱性溶液调节氧氯化锆的前驱体溶液的pH至8.5～9.5，搅拌2～3h，得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液；
(3)、水洗：洗涤步骤(2)所得氧化钪稳定的氧化锆的前驱体溶液，压滤得滤渣；
(4)、煅烧：将滤渣在900～1100℃下煅烧5～6h，得氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体；
(5)、研磨和干燥：对煅烧后得到的氧化钪稳定的氧化锆的初级粉体进行湿法研磨，研磨至粒度d50<0.3μm，干燥，即得所述氧化钪稳定的氧化锆；
其中，所述模板剂为蔗糖脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂酰乳酸钠和十二烷基硫酸钠中的至少一种。
2.如权利要求1所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.2～1:1。
3.如权利要求1所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述模板剂与所述氧氯化锆溶液中氧氯化锆的重量之比为：模板剂：氧氯化锆＝0.5:1。
4.如权利要求1所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应温度为55～65℃，搅拌时间为4～6h。
5.如权利要求1所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应温度为60℃，搅拌时间为5h。
6.如权利要求1所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，在所述氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为8～12mol％，所述氧化铈的含量为0.5～2mol％。
7.如权利要求1所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，在所述氧化钪稳定的氧化锆中，所述氧化钪的含量为10mol％，所述氧化铈的含量为1mol％。
8.如权利要求1所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，洗涤的终点为洗涤水的电导率小于50μs/cm。
9.如权利要求1所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法，其特征在于，所述模板剂为十二烷基硫酸钠。
10.一种采用权利要求1～9中任一项所述氧化钪稳定的氧化锆的制备方法制备而成的氧化钪稳定的氧化锆。
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