用于SOFC阳极的Ni@YSZ催化剂的出溶法制备及抗积碳性能研究

摘要

采用溶胶—凝胶法制备NiO-YSZ粉体，利用化学分析法和XRD谱检测NiO在YSZ中的固溶情况，并在氢气氛中进行热处理，成功在YSZ表面析出纳米Ni颗粒，然后在800℃甲烷气氛下对不同温度还原的NiO-YSZ粉体进行热处理，并通过TG测试和SEM形貌观察分析各样品的积碳情况。实验结果表明，3 mol%的NiO能完全固溶进YSZ相中，而添加10 mol%NiO时，NiO在YSZ中的固溶量增加，但仍存在一定量的NiO相；相比于700℃和1000℃的情况，900℃下还原处理时样品中YSZ表面析出的纳米Ni颗粒尺寸更大、数量更多；在NiO含量为3 mol%和10 mol%的情况下，采用凝胶—溶胶法制备的NiO-YSZ粉体的积碳增重量均远低于机械混合的NiO-YSZ粉体，SEM形貌也显示了Ni@YSZ催化剂表面形成的碳纤维量远少于机械混合的NiO-YSZ粉体中的情况，表明通过固溶析出方式制备的Ni@YSZ催化剂具有抑制Ni-YSZ粉体中催化剂表面积碳的作用。

关键词

溶胶—凝胶法 / 抗积碳 / 析出 / 纳米Ni颗粒

基金资助

国家自然科学基金(51762026,51802132); 江西省自然科学基金(20224ACB204010,20242BAB20086); 江西省教育厅科技落地计划(KJLD13072);江西省教育厅科技项目(GJJ2201009,GJJ2201010); 景德镇市科技计划项目(2023GY001-06);景德镇市科技计划项目(20234ST005)