阳极支撑BZCY电解质及GBFN阴极膜在常压合成氨中的性能研究

朱剑莉¹，马桂林²，占忠亮³

1. 淮安信息职业技术学院基础部2. 苏州大学材料与化学化工学部江苏省有机合成重点实验室3. 中国科学院上海硅酸盐研究所

摘 要：采用硝酸盐-柠檬酸法制备了BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-α（BZCY）质子电解质及GdBaFeNiO5+δ（GBFN）阴极材料,用浆料旋涂法结合后续的热处理在NiO-BZCY阳极支撑体上制备致密的BZCY电解质薄膜,在电解质薄膜上制备多孔性GBFN阴极膜,成功地组装成合成氨膜反应器。以氢、氮气为反应气体,通过电解方法进行了常压合成氨试验。结果显示,BZCY及GBFN分别具有钙钛矿型及双钙钛矿型结构,NiO与BZ-CY具有良好的化学兼容性,合成氨产率高达1.63×10-8mol.s-.1cm-2,高于迄今所报道的类似方法的合成氨产率。这与BZCY电解质膜优良的导电性能、GBFN膜优良的极化性能密切相关。Ag对GBFN的修饰也有利于氨产率的提高。

关键词：常压合成氨;GdBaFeNiO5+δ;陶瓷膜;阴极材料;质子导体;稀土;