粉體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳酸氫錢沉淀制備La: xSrxFe! yCoy03 δ粉體的方法，屬于稀土材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的La: xSrxFei yCoy03 δ復(fù)合氧化物是一種優(yōu)良的電子導(dǎo)電材料，在中低溫燃料電池、氧栗、催化反應(yīng)器等電極材料領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。目前，La, xSrxFei yCoy03 5粉體的制備方法主要有固相法、溶膠凝膠法、尿素燃燒法、甘氨酸_硝酸鹽法。固相法的缺點是反應(yīng)溫度高、耗能大、制備的粉體成分不均勻；文獻“Effect ofLa0 8Sr0 2Co0 2Fe0 803 δ morphology on the performance of composite cathodes，，中用溶膠凝膠法制備Laa7Sra3FeasCOa203 δ粉體，可以得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)成分均一的粉體，但該方法有機原料用量過多，制備周期長，反應(yīng)時溶液中金屬離子濃度低，造成生產(chǎn)效率低，成本高，工業(yè)生產(chǎn)困難；文獻“尿素燃燒法合成LaasSra2FeyC0l y03 δ及其性能表征”在金屬離子的硝酸鹽溶液中加入硝酸銨及可溶性淀粉，研磨后在300°C馬弗爐中燃燒發(fā)煙，得到初級粉體，再將粉體高溫灼燒，得到LaasSra2FeyC0l y03 δ粉體，該方法反應(yīng)所需時間長、制備效率低，廢氣產(chǎn)生量大，不利于環(huán)境保護；文獻“1^。.說。.如。.80)。.203的甘氨酸-硝酸鹽法合成與表征”與尿素燃燒法類似，在金屬離子硝酸鹽中加入甘氨酸后加熱濃縮、燃燒得到粉體，這種方法制備成本很高。沉淀法是制備粉體材料最常用的方法之一，具有操作簡易，成本低的優(yōu)點，但在對不同金屬元素同時沉淀時，由于不同金屬離子化學(xué)性質(zhì)差異較大，用同一種沉淀劑或沉淀方法很難將金屬離子完全沉淀，或者得到的沉淀呈膠狀，過濾、洗滌難度大。對于La、Sr、Co、Fe四種金屬元素，可以用氫氧化鈉或碳酸鈉將其同時沉淀，但這兩種沉淀劑堿性較強，反應(yīng)時不可避免局部堿度過濃，使沉淀形成膠體，不利于后續(xù)操作，而且用這兩種沉淀劑，在沉淀中會夾雜、包覆Na元素，灼燒后得到的鈣鈦礦粉體含有雜質(zhì)元素Na會大大影響粉體的電子導(dǎo)電性及電極材料的機械強度。碳酸氫銨是工業(yè)生產(chǎn)中常用的廉價沉淀劑，由于NH4+與Co元素會形成Co(NH) 63+絡(luò)離子，利用碳酸氫銨不能將鈷完全沉淀，若控制合適的反應(yīng)條件，或加入某些添加劑，可以使Co完全沉淀，灼燒后產(chǎn)物中不會含有其它金屬雜質(zhì)。目前為止尚未見利用碳酸氫銨沉淀法制備La: xSrxFe! yCoy03 δ粉體的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種分散性好、顆粒均勻、中位粒徑D5。為1?5 μπι的La! xSrxFe! yCoy03 5粉體制備方法。
[0004]技術(shù)解決方案:
[0005](1)本發(fā)明按化學(xué)計量比向反應(yīng)器中加入濃度0.37mol/L的LaCl3溶液，再分別加入 SrCl2.6H20、FeCl3.6H20 和 CoCl2.6H20 晶體，待 SrCl2.6H20、FeCl3.6H20 和 CoCl2.6H20晶體完全溶解后，得到LaCl3、SrCl2、FeCljP CoCl 2的混合溶液，將混合溶液加熱到60 °C，加入濃度1.9mol/L的碳酸氫銨溶液，當(dāng)沉淀母液pH值達到8時，停止加入碳酸氫銨，得到沉淀體系A(chǔ) ;在另一反應(yīng)器中加入去離子水，加熱到65?75°C并加入硬脂酸，硬脂酸與去離子水摩爾比為1: 277.8，硬脂酸與CoCl2的摩爾比為0.2?0.6: 1，硬脂酸融化后，向其中加入濃度3mol/L氨水溶液，得到溶液B，硬脂酸與氨水摩爾比為1: 1 ;然后將沉淀體系A(chǔ)全部轉(zhuǎn)移至溶液B中，反應(yīng)30min，所有金屬離子沉淀完全，得到棕紅色的沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，900°C煅燒，得到分散性好、顆粒均勾、中位粒徑D5。為1?5 μπι的鈣鈦礦結(jié)構(gòu) Lai xSrxFei yCoy03 δ 粉體；
[0006]所述的La1 xSrxFe! yCoy03 ；；化學(xué)式中 x = 0.2，y = 0.2 ;x = 0.4，y = 0.8。
[0007]發(fā)明效果
[0008]本發(fā)明中硬脂酸的加入是關(guān)鍵，若不加硬脂酸，沉淀母液中Co (NH) 63+不能完全沉淀，加入硬脂酸與CoCl2的摩爾比為0.2?0.6: 1，Co(NH) 63+可以完全沉淀，且煅燒后得到的L&1 xSrxFei yCoy03 δ粉體分散性好、顆粒均勻。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例1制備的La。.8Sr0.2Fe0.8Co0.203 δ粉體XRD圖；
[0010]圖2為本發(fā)明實施例3制備的La。.6Sr0.4Fe0.2Co0.803 δ粉體XRD圖；
[0011 ]圖3為本發(fā)明實施例1制備的La。.8Sr0.2Fe0.8Co0.203 δ粉體粒度分布圖；
[0012]圖4為本發(fā)明實施例3制備的La。.6Sr0.4Fe0.2Co0.803 δ粉體粒度分布圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]向反應(yīng)器中加入927ml濃度0.37mol/L的LaCl3S液，再分別加入22.9g的SrCl2.6Η20、92.8g 的 FeCl3.6H20 和 20.4g CoCl2.6H20 晶體，待 SrCl2.6H20、FeCl3.6H20和CoCl2.6H20晶體完全溶解后，將混合溶液加熱到60°C，加入濃度1.9mol/L的碳酸氫銨溶液，當(dāng)沉淀母液pH值達到8時，停止加入碳酸氫銨溶液，得到沉淀體系A(chǔ) ;在另一反應(yīng)器中加入75ml去離子水，加熱到75°C并加入4.9g硬脂酸，硬脂酸融化后，向其中加入5.7ml濃度3mol/L氨水溶液，得到溶液B ;然后將沉淀體系A(chǔ)全部轉(zhuǎn)移至溶液B中，反應(yīng)30min，所有金屬離子沉淀完全，得到紅棕色的沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，90(TC煅燒，得到分散性好、顆粒均勾、中位粒徑D5。為3.4 μ m的I丐鈦礦結(jié)構(gòu)La 0.8Sr0.2Fe0.8Co0.203 δ粉體。
[0015]實施例2
[0016]向反應(yīng)器中加入556ml濃度0.37mol/L的LaCl3溶液，再分別加入13.7g的SrCl2.6Η20、55.7g 的 FeCl3.6H20 和 12.2g CoCl2.6H20 晶體，待 SrCl2.6H20、FeCl3.6H20和CoCl2.6Η20晶體完全溶解后，將混合溶液加熱到60°C，加入濃度1.9mol/L的碳酸氫銨溶液，當(dāng)沉淀母液pH值達到8時，停止加入碳酸氫銨溶液，得到沉淀體系A(chǔ) ;在另一反應(yīng)器中加入136ml去離子水，加熱到70°C并加入8.8g硬脂酸，硬脂酸融化后，向其中加入10.lml濃度3mol/L氨水溶液，得到溶液B ;然后將沉淀體系A(chǔ)全部轉(zhuǎn)移至溶液B中，反應(yīng)30min，所有金屬離子沉淀完全，得到紅棕色的沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，90(TC煅燒，得到分散性好、顆粒均勻、中位粒徑D5。為2.9 μ m的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La 0.8Sr0.2Fe0.8Co0.203 δ粉體。
[0017]實施例3
[0018]向反應(yīng)器中加入722ml濃度0.37mol/L的LaCl3溶液，再分別加入47.5g的SrCl2.6Η20、24.lg 的 FeCl3.6H20 和 84.7g CoCl2.6H20 晶體，待 SrCl2.6H20、FeCl3.6H20和CoCl2.6Η20晶體完全溶解后，將混合溶液加熱到60°C，加入濃度1.9mol/L的碳酸氫銨溶液，當(dāng)沉淀母液pH值達到8時，停止加入碳酸氫銨溶液，得到沉淀體系A(chǔ) ;在另一反應(yīng)器中加入312ml去離子水，加熱到75°C并加入20.2g硬脂酸，硬脂酸融化后，向其中加入23.7ml濃度3mol/L氨水溶液，得到溶液B ;然后將沉淀體系A(chǔ)全部轉(zhuǎn)移至溶液B中，反應(yīng)30min，所有金屬離子沉淀完全，得到紅棕色的沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，90(TC煅燒，得到分散性好、顆粒均勾、中位粒徑D5。為4.6 μ m的I丐鈦礦結(jié)構(gòu)La 0.6Sr0.4Fe0.2Co0.803 δ粉體。
[0019]實施例4
[0020]向反應(yīng)器中加入433ml濃度0.37mol/L的LaCl3S液，再分別加入28.5g的SrCl2.6H20、14.5g 的 FeCl3.6H20 和 50.8g CoCl2.6H20 晶體，待 SrCl2.6H20、FeCl3.6H20和CoCl2.6Η20晶體完全溶解后，將混合溶液加熱到60°C，加入濃度1.9mol/L的碳酸氫銨溶液，當(dāng)沉淀母液pH值達到8時，停止加入碳酸氫銨溶液，得到沉淀體系A(chǔ) ;在另一反應(yīng)器中加入560ml去離子水，加熱到65°C并加入36.3g硬脂酸，硬脂酸融化后，向其中加入42.5ml濃度3mol/L氨水溶液，得到溶液B ;然后將沉淀體系A(chǔ)全部轉(zhuǎn)移至溶液B中，反應(yīng)30min，所有金屬離子沉淀完全，得到紅棕色的沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，90(TC煅燒，得到分散性好、顆粒均勾、中位粒徑D5。為3.9 μ m的I丐鈦礦結(jié)構(gòu)La 0.6Sr0.4Fe0.2Co0.803 δ粉體。
【主權(quán)項】
1.碳酸氫錢沉淀制備La! xSrxFe! yCoy03 δ粉體的方法，其特征在于，按化學(xué)計量比向反應(yīng)器中加入濃度0.37mol/L的LaCl3溶液，再分別加入SrCl 2.6H20、FeCl3.6H20和CoCl2.6H20 晶體，待 SrCl2.6H20、FeCl3.6H20 和 CoCl2.6H20 晶體完全溶解后，得到 LaCl3、SrCl2、FeCl#P CoCl 2的混合溶液，將混合溶液加熱到60°C，加入濃度1.9mol/L的碳酸氫銨溶液，當(dāng)沉淀母液pH值達到8時，停止加入碳酸氫銨，得到沉淀體系A(chǔ) ;在另一反應(yīng)器中加入去離子水，加熱到65?75°C并加入硬脂酸，硬脂酸與去離子水摩爾比為1: 277.8，硬脂酸與CoCl2的摩爾比為0.2?0.6: 1，硬脂酸融化后，向其中加入濃度3mol/L氨水溶液，得到溶液B，硬脂酸與氨水摩爾比為1: 1;然后將沉淀體系A(chǔ)全部轉(zhuǎn)移至溶液B中，反應(yīng)30min，所有金屬離子沉淀完全，得到棕紅色的沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，900°C煅燒，得到分散性好、顆粒均勻、中位粒徑D5。為1?5 μπι的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La 1 xSrxFei yCoy03 δ粉體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳酸氫銨沉淀制備La! xSrxFei yCoy03 δ粉體的方法，其特征在于，La1 xSrxFe! yCoy03 ；；化學(xué)式中 x = 0.2，y=0.2 ；x = 0.4, y = 0.8。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳酸氫銨沉淀制備La1-xSrxFe1-yCoyO3-δ粉體的方法，屬于稀土材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明按化學(xué)計量比配制LaCl3、SrCl2、FeCl3和CoCl2的混合溶液，將混合溶液加熱到60℃，加入碳酸氫銨溶液，當(dāng)沉淀母液pH值達到8時，停止加入碳酸氫銨，得到沉淀體系A(chǔ)；在另一反應(yīng)器中加入去離子水，加熱并加入硬脂酸，再向其中加入氨水溶液，得到溶液B；然后將沉淀體系A(chǔ)全部轉(zhuǎn)移至溶液B中反應(yīng)，得到紅棕色的沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，900℃煅燒，得到分散性好、顆粒均勻、中位粒徑D50為1～5μm的La1-xSrxFe1-yCoyO3-δ粉體。
【IPC分類】C01G51/00
【公開號】CN105399146
【申請?zhí)枴緾N201510518724
【發(fā)明人】趙永志, 郝先庫, 張瑞祥, 閆慧忠, 琚建勇, 劉海旺, 王士智
【申請人】天津包鋼稀土研究院有限責(zé)任公司, 包頭稀土研究院
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年8月17日