Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Высокая температура Изготовление наноструктурные стабилизированный оксидом иттрия оксида циркония-(YSZ) на строительные леса Published: April 16, 2017 doi: 10.3791/55500

Summary

Протокол для изготовления пористых наноструктурных строительных лесов, стабилизированного иттрием циркония (YSZ) при температуре от 1000 ° С до 1400 ° С представлена.

Abstract

Показано , способ изготовления высокотемпературного пористого наноструктурированного, стабилизированного оксидом иттрия диоксида циркония-(YSZ, 8% мол иттрия - 92% мол диоксида циркония) каркасы с перестраиваемой удельной поверхности до 80 м 2 · г -1. Водный раствор циркониевой соли, иттрий соли и глюкозы смешивают с оксидом пропилена (PO) с образованием геля. Гель сушат в условиях окружающей среды с образованием ксерогеля. Ксерогель прессовали в таблетки, а затем спекают в атмосфере аргона. В процессе спекания, а YSZ керамической фазы форма и органические компоненты разлагаются, оставляя позади аморфного углерода. Углерода образуется в месте служит в качестве жесткого шаблона, сохраняя высокую поверхностную площадь YSZ наноморфологии при спекании температуры. Углерода затем удаляют путем окисления на воздухе при низкой температуре, в результате чего в пористой, наноструктурного YSZ строительных лесов. Концентрация шаблона углерода и конечной площадь поверхности строительных лесов может быть систематическойLY настроены путем изменения концентрации глюкозы в синтезе геля. Концентрация шаблона углерода количественно с помощью термогравиметрического анализа (ТГА), распределение площадь поверхности и размер пор определ ли с помощью физических измерений адсорбции и морфология охарактеризована методом сканирующей электронной микроскопии (SEM). чистота фаз и размер кристаллитов определ ли с использованием рентгеновской дифракции (XRD). Этот подход обеспечивает изготовление новый, гибкую платформу для реализации беспрецедентных площади поверхности строительных лесов и nanomorphologies для применения преобразования керамического на основе электрохимической энергии, например , твердотельный окисные топливный элемент (ТОТЭ) электроды.

Introduction

Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) имеют большие перспективы в качестве альтернативной технологии преобразования энергии для эффективной генерации чистой электроэнергии. 1 Значительный прогресс был достигнут в исследованиях и разработке этой технологии; Однако, улучшение характеристик электрода по-прежнему необходимо для достижения надежной коммерциализации. Электрод часто содержит пористый керамический каркас, с электрокаталитическими частицами, украшенных на поверхности строительных лесов. Большое число исследований было сосредоточено на увеличение площади поверхности электрокаталитических частиц , чтобы увеличить производительность, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 , но там очень мало исследований по увеличению площади поверхности строительных лесов. Увеличение поверхности строительных лесовОбласть является сложной задачей, так как они спекают при высоких температурах, 1100 ° C до 1500 ° C.

Каркасы , обработанные с помощью традиционных спекания обычно имеют удельную площадь поверхности 0,1-1 м 2 · г -1. 8, 9, 10, 11 Есть несколько сообщений об увеличении площади поверхности эшафота. В одном случае, площадь поверхности традиционно спеченного помост был усилен за счет растворения и осаждения поверхности строительных лесов с использованием фтористоводородной кислоты, достигая удельную площадь поверхности 2 м 2 · г -1. 12 В другом случае , высокие температуры были полностью избежать с помощью импульсного лазерного осаждения, достигая удельную площадь поверхности 20 м 2 · г -1. 13 Обоснованием развития нашей техники было создание изготовления низкой стоимостипроцесс, который обеспечивает беспрецедентные площади поверхности строительных лесов и использует традиционные агломерационных температуры, так что процесс может быть легко приняты. С сообщалось здесь , техника, строительные леса участки поверхности до 80 м 2 · г -1 было продемонстрировано во время обработки при традиционных температурах спекания. 14

Наше исследование в первую очередь мотивировано ТОТЭ электродной техники, но техника является более широкое применение и в других областях и приложений. Как правило, на месте Метод углерода шаблонный представляет собой гибкий подход , который может производить наноструктурных, высокую площадь поверхности смешанного металлокерамические материалы в виде порошка или пористой форме строительных лесов. Это гибкий в том, что смесь металлов керамическая композиция, площадь поверхности, пористость и размер пор могут быть настроены на систематической основе. Высокие температуры часто необходимы для формирования желаемой фазы в смешанных металлокерамики, и этот подход сохраняет керамический наноморфологии шотя позволяя одному выбирать по существу, любую температуру обработки.

Этот способ включает синтез гибридного неорганического органического пропилена на основе оксиде геля, с хорошо определить стехиометрии ионов металлов и соотношением неорганических к содержанию органических веществ. Гель сушат в условиях окружающей среды с образованием ксерогеля. Ксерогель спекают в атмосфере аргона при желаемой температуре. При нагревании разлагается органический компонент оставляя за собой шаблон углерода в месте, которое остается на время спекания. Шаблон углерода затем удаляют путем окисления при низкой температуре в воздухе, в результате чего в наноструктурных, высокой площадью поверхности керамической.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Подготовка Pellets ксерогельной

  1. Гель Синтез
    1. Добавьте 25 мм магнитную мешалку и 113 мл деионизированной воды к 500 мл химического стакана. Магнитно размешать деионизованной воды на самой высокой скорости, который не образует вихрь.
    2. Медленно добавляют 13.05 г (0,056 моль) безводного хлорида циркония в деионизированной воде с небольшим шагом. После того, как все из безводного хлорида циркония растворится, добавляют 53,29 г (0,296 моль) глюкозы в растворе.
    3. После того, как все растворится глюкозы в растворе, добавляют 3,73 г (0,01 моль) гексагидрата нитрата иттрия к раствору. Увеличение скорости магнитной мешалкой до ~ 700 оборотов в минуту и ​​ждать, пока все гексагидрата нитрата иттрия, чтобы растворить в растворе.
    4. Добавить 42 мл окиси пропилена к раствору. Продолжают перемешивание при температуре ~ 700 оборотов в минуту для оксида пропилена, чтобы смешать с водным раствором. После того, как окись пропилена, смешивают с водным раствором (~ 10 лет), уменьшить магнитное перемешивание то ~ 150 оборотов в минуту.
    5. Продолжают перемешивание до тех пор, мешалку магнитное не перестал двигаться за счет образования геля. Гель, как правило, составляет в пределах 3 мин.
      ПРИМЕЧАНИЯ: Добавление безводного хлористого циркония к деионизированной воде является сильно экзотермической реакцией и безводный хлорид циркония будет шлейфом, если его добавляет слишком быстро.
      Состав, полученный в разделе 1.1. соответствует глюкозы в общем объеме металлов (циркония + иттрий) молярном соотношении 4,5: 1. Результаты раздела Представитель включает в себя данные для глюкозы в общем объеме металлов молярных соотношениях от 0: 1, 2,25: 1, и 4,5: 1. Количество глюкозы в композиции, ограниченно только растворимость глюкозы в растворе. Для справки, максимальная растворимость глюкозы в воде при 20 ° С составляет 47,8% мас. 15
  2. Старение и Стиральный гель
    1. Плотно накройте стакан, содержащий гель с парафильмом и пусть это возраст в течение 24 ч, оставляя закрытый химический стакан при комнатной температуре.
    2. Удалите крышку из стакана и декантируют жидкость в верхней части геля.
    3. Добавьте 300 мл абсолютного этанола в химический стакан, содержащего гель, плотно покрывает мензурку с Parafilm, и оставить закрытый химический стакан при комнатной температуре в течение 24 ч.
    4. Повторите шаг 1.2.3 еще два раза в общей сложности три промывных этанола в течение общего периода в 72 ч.
  3. Сушка геля в ксерогель
    1. Удалите гель из стакана и поместите его в 2 л фарфорового испарительной чашки (24 см снаружи верхнего диаметра) с использованием лабораторного шпателя.
    2. Перерыв геля в примерно 1 см х 1 см куски с помощью шпателя и разложить кусочки по поверхности поддона испарителя.
    3. Пусть кусочки геля сушить при температуре окружающей среды в течение одной недели или пока гель высохнет. Гель считается сухим, когда он может быть измельчен в мелкий порошок.
    4. Измельчите все ксерогеля в мелкий порошок с помощью ступки и пестика.
      Примечание: После того, как гель высохнет, тосчитается ксерогелем, потому что его сушили в условиях окружающей среды.
  4. Нажатие ксерогельного в Пелле
    1. Поместите 1 г порошка ксерогеля в цилиндрическую пресс-гранул пресс-форму диаметром 13 мм.
    2. С помощью гидравлического пресса, применять 22 кН силы в течение 90 с, чтобы нажать гель ксерогель в таблетку.
    3. Медленно отпустите силу, приложенную в прессе. Медленно извлечь таблетку из гранул штампа, а затем осторожно удалить осадок.

2. Спекание ксерогеля Пелле в инертной атмосфере

  1. Поместите ксерогель осадок на оксиде алюминия или оксид иттрия диоксида циркония стабилизирована пластину и загрузить пластину в центр трубчатой ​​печи.
  2. Расход аргона со скоростью одной трети объема рабочей трубы в минуту. Это соответствует скорости потока аргона в 750 мл · мин -1 для рабочей трубки , используемой в этой работе. Вентиляционный выход газа в вытяжном шкафу.
  3. Расход аргона в течение по крайней мере 15 мин бEfore начинает нагреваться трубчатой ​​печи.
  4. При постоянном токе аргона с постоянной скоростью, программа контроллера температуры трубчатой ​​печи со следующим графиком нагрева:
    1. Удержание при комнатной температуре в течение 15 мин.
    2. Нагревают до 850 ° С при скорости нагрева 5 ° С · мин -1.
    3. Нагревают до требуемой температуры спекания при скорости нагрева 2 ° C · мин -1.
    4. Удержание при желаемой температуре спекания в течение 2 ч.
    5. Смесь охлаждают до 850 ° С при скорости нагрева 2 ° C · мин -1.
    6. Охлаждают до комнатной температуры при скорости нагрева 5 ° С · мин -1.
  5. Запустить программу и дважды проверить, что печь трубки нагревается в соответствии с графиком, представленным в разделе 2.3.
  6. Удалить осадок из трубчатой ​​печи после того, как программа нагрева завершена.

3. Определение углерода шаблона Концентрация

  1. Вырезать мг кусок ~ 50 из рядаспеченный ксерогель осадок с помощью ножа и измельчить его в мелкий порошок с агатовой ступкой и пестиком.
  2. Место ~ 50 мг мелкодисперсного порошка в чашку образца оксида алюминия для термогравиметрического анализа.
  3. Использование термогравиметрического анализатора (TGA), нагрев образца со скоростью 10 ° С · мин -1 от температуры окружающей среды до 1200 ° С при потоке воздуха над образцом со скоростью 100 мл · мин -1.
  4. Рассчитывают процентное изменение веса, которое происходит между ~ 350 ° С и ~ 700 ° C. Этот весовой процент соответствует общему содержанию углерода в образце.
    Примечание: Если увеличение веса происходит в 350 ° C до 700 ° C диапазона, фаза карбида сформировал и расчет содержания углерода является более сложным. В этом случае, пожалуйста, обратитесь к расчетам, описанным в литературе. 14 углерод элементного анализа был использован для подтверждения того, что содержание углерода может быть рассчитано из измерений TGA.

4. Подготовка высокого Площадь ЦСИ Эшафот по удалению углерода шаблона

  1. Поместите спеченный ксерогель осадок в тигле из глинозема.
  2. Поместите тигель в камеру печи при 700 ° С в течение 2 ч.
  3. Осторожно удалите горячий тигель из печи коробки из нержавеющей стали с тигельными щипцами и дать ему остыть до комнатной температуры в течение одного часа перед удалением пористых белого YSZ строительных лесов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Чистота фаз была подтверждена с помощью рентгеновской дифракции (XRD) , как ранее сообщали Коттэй и соавт. 14 YSZ , подмости удельная площадь поверхности в зависимости от концентрации матрицы углерода показана на рисунке 1. Концентрация показан как объемный процент от общего объема твердых веществ в спеченных гранул ксерогеля. Концентрация шаблона углерода систематически возрастает с увеличением концентрации глюкозы в гелевой композиции. Как показано на рисунке 1, удельная площадь поверхности систематически возрастает от 10 м 2 · г -1 до 68 м 2 · г -1 при увеличении глюкоза: молярное соотношение металлов от 0: 1 до 4,5: 1.

Концентрация шаблона углерода количественно с помощью TGA (рисунок 2). Концентрация шаблона углерода составл ет 4 мас% и 64 мас% от общего количества твердых веществ на глюкозу: металлыМолярные соотношения 0: 1 и 4,5: 1. Плотность YSZ , 5,9 г · см 3 и плотность углерода 2,15 г · см 3 были использованы для преобразования между весовыми процентами и объемными процентами.

На рисунке 3 показано методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) изображений YSZ ксерогеля с и без добавки глюкозы. Оба образца были аналогично спекание при 1150 ° С в атмосфере аргона и сожжен на воздухе при 700 ° С. Частицы YSZ ксерогеля с добавкой глюкозы в несколько раз меньше, чем без глюкозы добавки. Образование мелких частиц при добавлении глюкозы в гель в соответствии с их высоким содержанием углерода и площадью поверхности.

На рисунке 4 показаны рентгенограммы самого сильного пика YSZ для YSZ каркасов в зависимости от глюкозы: мольное отношение металлов. Размер кристаллитов был рассчитан с использованием этих пиков и уравнения Шеррера.Размер кристаллитов уменьшился с 22 нм до 12 нм до 9 нм, как глюкоза: металлы, молярное отношение было увеличено от 0: 1 до 2,25: 1 до 4,5: 1. Прогрессирование размера кристаллитов согласуются с наблюдаемым увеличением площади поверхности с увеличением глюкозы: молярное соотношением металлов.

На рисунке 5 показан YSZ , эшафот распределение пор по размерам в зависимости от глюкозы: мольное отношение металлов. Данные адсорбции / десорбции были собраны с физической адсорбции инструмента, который ограничен вычисления размеров пор между 2 нм и 14 нм. Распределение пор по размерам рассчитано из N 2 адсорбции данных показан на рисунке 5а. Только 2,25: 1: глюкоза металлов молярное соотношение данных показывает максимум. Так как аппаратура была ограничена детектирования 14 нм поры, поры распределения по размерам из данных N 2 десорбции были также рассчитаны, рисунок 5b. Десорбция данные имеют тенденцию показывать «искусственно4; узкие распределения размеров пор и «искусственно» меньше поры 16; Однако, данные десорбции обеспечивает более глубокое прогрессирование распределения пор по размерам, чем данные адсорбции. Различия в распределении пор по размерам для адсорбции и десорбции данных лучше , чем для 2,25: 1 глюкозы: данные металлы на рисунке 5. Пик распределения пор по размерам смещается от 10 нм до 7 нм и распределение является более узким. Экстраполяция к 4.5: 1 данных, представляется разумным предположить, пик распределения пор по размерам находится в диапазоне 16-20 нм. В целом, Рисунок 5 показывает , как количество пор и размер пор увеличивается с увеличением глюкозы: молярное соотношение металлов.

Рисунок 1
Рисунок 1: YSZ , подмости площадь поверхности в зависимости от концентрации матрицы углерода и глюкозы: мetals молярного соотношения. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2: Кривые ТГА в потоке воздуха для ксерогелей с глюкозой: металл молярные соотношения 0: 1 и 4,5: 1 спеканию при 1150 ° С в атмосфере аргона в течение 2 ч. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3: SEM микрофотография YSZ каркасы для глюкозы: металлы , молярные соотношения (а) 4,5: 1 , и (б) 0: 1. Ксерогели были спекают в атмосфере аргона при 1150 ° С в течение 2 ч, а затем нагревали на воздухе при 700 ° С. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4
Рисунок 4: Рентгенограмма сильного пика YSZ для YSZ каркасов в зависимости от глюкозы: мольное отношение металлов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 5
Фигура 5: YSZ , подмости Dollimore-исцеление распределения пор по размерам в зависимости от глюкозы: металлы , молярное соотношение вычисляется из (а) N 2 адсорбции данных и (б) N 2 десорбции данных.d / 55500 / 55500fig5large.jpg»целевых =„_blank“> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

При этом на месте углерода шаблонного подхода, можно создать и сохранить наноморфологии в смешанных металлических оксидов на традиционных керамических температурах леска спекания. Полученные площади поверхности до 80 раз выше, чем традиционно спеченных каркасы и до 4 раз выше, чем каркасы, изготовленных с помощью сложных методов осаждения. 14 Система гель оксида пропилена-глюкоза является очень гибким для настройки концентрации углерода шаблона, позволяя одному систематически контролировать концентрацию шаблона углерода между 10 об% углерода и практически 100% по объему углерода.

Есть три важных шага к процедуре. Во-первых, оксид пропилена должны быть хорошо смешаны с водным раствором с образованием геля (этап 1.1.4). Это достигается путем перемешивания при ~ 700 оборотов в минуту в то время как окись пропилена добавляется. Если раствор не перемешивает турбулентным, оксид пропилена будет образовывать отдельный слой над йВодный раствор е и гель не образуется. Во-вторых, рабочая труба должна быть продували аргоном перед нагреванием трубчатой ​​печи для спекания (этап 2.2). Это достигается за счет потока аргона в течение 15 мин со скоростью одной трети объем рабочей трубы в минуту. Кроме того, рабочая труба должна быть герметичной, чтобы предотвратить попадание воздуха в рабочей трубе во время спекания. Кислород из воздуха разрушит шаблон углерода путем окисления углерода в диоксид углерода. В- третьих, скорость разгона спекания от 850 ° С до температуры спекания не должна превышать 2 ° C · мин -1. Более быстрый темп рампы может привести к разрушению строительных лесов.

Большинство возможных концентраций углерода шаблона приведет к монолитному каркасу. Очевидно, что существует критический порог концентрации углерода, при которой монолитный каркас не образуется, так как частицы YSZ будут отсоединены друг от друга. Тем не менее, этот сценарий также имеет полезность. Один сульд загрузить традиционную низкую площадь поверхности строительных лесов с концентрацией геля с высоким содержанием углерода и осуществляют ту же самую процедуру, описанную инертными спекания здесь. Результат был бы наночастиц YSZ декорированные на поверхности строительных лесов в концентрации наночастиц под контролем концентрации глюкозы в гелевой композиции.

Пропилен синтез оксида гель был зарегистрирован для большого количества металлов в литературе. 17, 18, 19 Кроме того, оксид пропилена гель синтеза можно разместить несколько металлов , по существу , любой смешанной металлической композиции , которая является желательной. В то время как мотивация для этой работы была обусловлена ​​твердыми потребностями клеток электродов топливных, подход применит для широкого круга смешанных оксидов металлов-для широкого диапазона применений.

Важно признать, что если температура спекания достаточно высок, металл-карбид пхаSES будет формировать, а не оксид. Температура, при которой это происходит, зависит от конкретных металлов один используют. Для YSZ, мы обнаружили, что фаза карбида циркония начинает формироваться вокруг 1150 ° C и почти все из циркония находится в форме карбида циркония 1400 ° С. 14 Для спекания температур ниже 1300 ° C, все из циркония возвращаются к фазе YSZ при удалении шаблона углерода путем окисления. Для спекания при температурах выше 1300 ° С, мы наблюдаем небольшое количество моноклинной фазы оксида циркония. Вполне вероятно, что выше 1300 ° С, некоторые частицы карбида циркония в достаточной степени отделена от иттрия такой, что нагревание на воздухе до 700 ° С не достаточно тепловой энергии для полного растворения циркония обратно в YSZ. Наша группа в настоящее время рассматривает альтернативные среды спекания для уменьшения образования карбида при сохранении шаблона углерода в процессе спекания.

В суммемэри пропилена система окисного геля-глюкоза обладает превосходной гибкостью в указании неорганическое: органическое соотношения, типа металлов, а также смешанные металлическую композиции для реализации высокой площади поверхности nanomorphologies смешанного оксида металла при высоких температурах.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Мы не имеем ничего раскрывать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана Wake Forest химфака и Wake Forest Центр энергетики, окружающей среды и устойчивого развития (ОЕЭП). Мы благодарим Чарльз Муни и аналитический инструментарий Facility в Университете штата Северной Каролины для помощи при визуализации SEM.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Zirconium(IV) chloride, 99.5+% Alfa Aesar 12104 Air sensitive
Yttium(III) nitrate hexadydrate, 99.9% Alfa Aesar 12898 Oxidizer
D+ Glucose Anhydrous, ≥99.5% US Biological Life Sciences G3050
(±)-Propylene Oxide, ≥99% Sigma Aldrich 110205 Extremely flammable
Ethanol 200 Proof Decon Laboratories, Inc. 2716GEA
Argon, 99.997% Airgas AR 300 Industrial grade

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Badwal, S. P. S., Giddey, S. S., Munnings, C., Bhatt, A. I., Hollenkamp, A. F. Emerging electrochemical energy conversion and storage technologies. Front. Chem. 2 (79), 1-28 (2014).
  2. Gross, M. D., Vohs, J. M., Gorte, R. J. An examination of SOFC anode functional layers based on ceria in YSZ. J. Electrochem. Soc. 154 (7), B694-B699 (2007).
  3. Smith, B. H., Gross, M. D. A highly conductive oxide anode for solid oxide fuel cells. Electrochem. Solid-State Lett. 14 (1), B1-B5 (2011).
  4. Vo, N. M., Gross, M. D. The effect of vanadium deficiency on the stability of Pd and Pt catalysts in lanthanum strontium vanadate solid oxide fuel cell anodes. J. Electrochem. Soc. 159 (5), B641-B646 (2012).
  5. Sholklapper, T. Z., Jacobson, C. P., Visco, S. J., De Jonghe, L. C. Synthesis of dispersed and contiguous nanoparticles in solid oxide fuel cell electrodes. Fuel Cells. 8 (5), 303-312 (2008).
  6. Jiang, Z., Xia, C., Chen, F. Nano-structured composite cathodes for intermediate-temperature solid oxide fuel cells via an infiltration/impregnation technique. Electrochim. Acta. 55 (11), 3595-3605 (2010).
  7. Zhan, Z., Bierschenk, D. M., Cronin, J. S., Barnett, S. A. A reduced temperature solid oxide fuel cell with nanostructured anodes. Energy Environ. Sci. 4, 3951-3954 (2011).
  8. Gross, M. D., Vohs, J. M., Gorte, R. J. Recent progress in SOFC anodes for direct utilization of hydrocarbons. J. Mater. Chem. 17, 3071-3077 (2007).
  9. Gross, M. D., Carver, K. M., Deighan, M. A., Schenkel, A., Smith, B. M., Yee, A. Z. Redox stability of SrNbxTi1-xO3-YSZ for use in SOFC anodes. J. Electrochem. Soc. 156 (4), B540-B545 (2009).
  10. Savaniu, C. D., Irvine, J. T. S. La-doped SrTiO3 as anode material for IT-SOFC. Solid State Ionics. 192 (1), 491-493 (2011).
  11. Choi, S., Shin, J., Kim, G. The electrochemical and thermodynamic characterization of PrBaCo2-xFexO5+δ (x=0,0.5,1) infiltrated into yttria-stabilized zirconia scaffold as cathodes for solid oxide fuel cells. J. Power Sources. 201, 10-17 (2012).
  12. Kungas, R., Kim, J. S., Vohs, J. M., Gorte, R. J. Restructuring porous YSZ by treatment in hydrofluoric acid for use in SOFC cathodes. J. Am. Ceram. Soc. 94 (7), 2220-2224 (2011).
  13. Jung, W., Dereux, J. O., Chueh, W. C., Hao, Y., Haile, S. M. High electrode activity of nanostructured, columnar ceria films for solid oxide fuel cells. Energy Environ. Sci. 5, 8682-8689 (2012).
  14. Cottam, M., Muhoza, S., Gross, M. D. Preserving nanomorphology in YSZ scaffolds at high temperatures via in situ carbon templating of hybrid materials. J. Amer. Ceram. Soc. 99 (8), 2625-2631 (2016).
  15. Alves, L. A., Silva, J. B. A., Giulietti, M. Solubility of D-Glucose in Water and Ethanol/Water Mixtures. J. Chem. Eng. Data. 52, 2166-2170 (2007).
  16. Thommes, M., Smarsly, B., Groenewolt, M., Ravikovitch, P. I., Neimark, A. V. Adsorption hysteresis of nitrogen and argon in pore networks and characterization of novel micro- and mesoporous silicas. Langmuir. 22, 756-764 (2006).
  17. Chervin, C. N., et al. A non-alkoxide sol-gel method for the preparation of homogeneous nanocrystalline powders of La0.85Sr0.15MnO3. Chem. Mater. 18, 1928-1937 (2006).
  18. Clapsaddle, B. J., Sprehn, D. W., Gash, A. E., Satcher, J. H. Jr, Simpson, R. L. A versatile sol-gel synthesis route to metal-silicon mixed oxide nanocomposites that contain metal oxides as a major phase. J. Non-Crystalline Solids. 350, 173-181 (2004).
  19. Gash, A. E., et al. Use of epoxides in the sol-gel synthesis of porous iron (III) oxide monoliths from Fe(III) salts. Chem. Mater. 13, 999-1007 (2001).

Tags

Машиностроение выпуск 122 ТОТЭ иттрием циркония стабилизированный, ксерогель пористые композитные наноструктуры
Высокая температура Изготовление наноструктурные стабилизированный оксидом иттрия оксида циркония-(YSZ) на строительные леса<em&gt; В Ситу</em&gt; Углеродные Шаблонизаторы Ксерогели
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Muhoza, S. P., Cottam, M. A., Gross, More

Muhoza, S. P., Cottam, M. A., Gross, M. D. High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels. J. Vis. Exp. (122), e55500, doi:10.3791/55500 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter