钙钛矿氧化物ABO_3的结构调控与电催化性能研究进展

简要介绍了钙钛矿氧化物的结构特点与其在电催化领域的研究现状。钙钛矿氧化物作为电催化剂其催化活性的强弱与电子结构有着密切联系,总结了钙钛矿材料电催化性能的有效调控机制,包括A、B位掺杂和缺陷调控等策略。目前关于钙钛矿氧化物电催化反应的机理研究相对薄弱,严重制约了钙钛矿材料在电催化领域的应用。因此建立钙钛矿结构与电催化活性的内在联系,可以为未来开发高效经济电催化剂提供理论指导。     

纳/微异构型钙钛矿氧化物电极在固体氧化物燃料电池的研究进展

开发高效、稳定、廉价的钙钛矿氧化物电极材料是固体氧化物燃料电池(SOFC)进一步商业化发展的关键。目前,研究重点仍集中在解决阳极积碳、硫毒化以及阴极氧还原(ORR)低温性能不佳等问题。最近,有研究报道,一些易还原过渡金属元素掺杂的钙钛矿可以在还原气氛中原位析出该金属并以纳米颗粒的形式"镶嵌"在钙钛矿表面形成"纳米金属–钙钛矿"复合结构。该方法制备的材料具有性能高、抗积碳能力强、可再生性好等优点。从钙钛矿氧化物本体的选择、A/B位掺杂、缺陷调整、以及拓扑离子交换、相变诱发等方面,总结了近年来关于构建纳米(析出金属颗粒)微米(钙钛矿氧化物母体)异质结构(统称纳微异构)钙钛矿氧化物纳米纤维复合电极的研究。此外,总结了具有纳米纤维状形貌的钙钛矿氧化物电极及其结构对于SOFC性能、稳定性的影响,最后提出了该类纳微异构材料的优势、不足和展望。     

铈调变钙钛矿型氧化物催化剂的研究进展

介绍了钙钛矿型氧化物(可用通式ABO3来表示)的典型正交晶体结构,简单分析了稀土铈调变钙钛矿型氧化物催化剂性能与结构的关系,概述了铈调钙钛矿型氧化物催化材料在催化氧化、汽车尾气治理、电催化和一些其他方面的研究进展。     

钙钛矿氧化物的制备及其在环境保护中的应用

由于其良好结构稳定性和传递O2-和电子性能,钙钛矿氧化物可作为具有高效催化活性的功能性催化材料,可广泛应用于气相、液相和固相污染物的控制及处理过程,实现环境友好型化工过程.本文综述了钙钛矿氧化物制备方法、表征手段及对其性能影响的关键调控因素,重点介绍了钙钛矿氧化物在NOx污染物分解、挥发性有机化合物(VOCs)催化燃烧、烟灰催化转化、水中有机染料氧化降解方面的应用.     

A2B′B″O6型双钙钛矿氧化物的研究进展

双钙钛矿氧化物具有A2B'B'O6结构通式,通常碱土金属离子占据A位,过渡金属或者镧系金属离子占据B位。由于B位离子(B'和B')的组合方式多样化,使得双钙钛矿结构氧化物拥有多种晶体畸变类型,呈现出丰富的强关联物理现象(如庞磁电阻效应、电子相分离、电荷/轨道有序等),这为人们研究电子强关联物理机制提供了一个良好的研究体系。综述了近年来双钙钛矿氧化物的研究进展:首先介绍晶体结构特征、制备方法及微结构表征技术,重点评述了其铁电、铁磁及多铁性方面的研究进展;其次讨论了它们在自旋电子学、铁电光伏及固体燃料电池领域的应用前景;最后指出了目前双钙钛矿氧化物研究需要重点关注的一些问题。     

固体氧化物燃料电池双钙钛矿型电极材料的研究进展

电极材料对固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)工作特性具有重要影响。双钙钛矿型A2BB′O6氧化物材料由于具有较强的氧离子传输能力、较低的膨胀系数、良好的催化活性、较强的抗硫中毒和抗碳沉积能力,成为非常有发展潜力的SOFC电极材料,其双B位元素特征使材料具有更强的结构和性能可调节性。本文综述双钙钛矿型氧化物材料作为SOFC电极材料的最新研究进展,重点总结双钙钛矿型电极材料的结构稳定性、电子和离子电导率以及电催化活性,指出目前双钙钛矿电极材料存在的主要问题,并提出未来的主要研究方向。     

天然气催化燃烧催化剂的研究(Ⅱ）

介绍了天然气催化燃烧钙钛矿型氧化物催化剂、六铝酸盐型催化剂以及负载型非贵金属催化剂的研究现状。对于钙钛矿型氧化物催化剂,利用A位取代或调整B位元素的种类及配比、新的技术和方法制备高比表面积或具有纳米结构的钙钛矿型氧化物,是提高其甲烷催化燃烧活性的重要手段。六铝酸盐型催化剂具有很高的热稳定性和甲烷燃烧活性,但起燃温度较高,通过采用将金属Pd负载到六铝酸盐上或改变制备方法,提高其比表面积,以提高其低温反应活性。负载型非贵金属催化剂研究最多的是过渡族金属,其氧化活性、抗毒性能和耐久性都存在问题,需进一步研究。     

A2BO4类钙钛矿型复合氧化物在催化领域的应用研究进展

概述了A₂BO₄类钙钛矿型复合氧化物的结构和性能，与ABO₃钙钛矿型氧化物进行了比较，简述了类钙钛矿型复合氧化物的制备方法和对复合氧化物的结构以及性能的影响，重点介绍了Ni系、Cu系和Co系等A₂BO₄型复合氧化物在尾气净化、NOx消除、氧化反应和甲烷氧化偶联等催化领域中的应用。     

钙钛矿氧化物催化研究进展

简要介绍了钙钛矿氧化物的结构及优点。着重阐述了近年来钙钛矿氧化物催化剂在环境催化(NO_x消除、碳烟燃烧等)、电催化、光催化领域的应用及催化改性研究。简要分析了钙钛矿氧化催化剂在当前应用中存在的问题,并对钙钛矿氧化物催化剂今后的研究方向进行展望,期望为钙钛矿氧化物催化剂催化性能改进提供思路及方法。     

钙钛矿氧化物催化研究进展

简要介绍了钙钛矿氧化物的结构及优点。着重阐述了近年来钙钛矿氧化物催化剂在环境催化(NO_x消除、碳烟燃烧等)、电催化、光催化领域的应用及催化改性研究。简要分析了钙钛矿氧化催化剂在当前应用中存在的问题,并对钙钛矿氧化物催化剂今后的研究方向进行展望,期望为钙钛矿氧化物催化剂催化性能改进提供思路及方法。     

金属掺杂改性钙钛矿型氧化物的研究进展

钙钛矿型氧化物由于其具有独特物理性质、化学性质和高的结构稳定性,日益成为材料科学领域的研究热点。但由于催化活性偏低,并且带隙能较高,不能高效利用太阳光谱中所含丰富的可见光,因此限制了该技术的推广应用。金属元素掺杂钙钛矿型氧化物可以有效改善其光催化性能,目前采用的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、固相反应法及微乳液法等,最后提出掺杂改性钙钛矿型氧化物的研究发展。     

稀土钙钛矿型复合氧化物的制备及其在催化方面的研究进展

主要介绍了稀土钙钛矿型复合氧化物的结构及其主要制备方法,评述了各种制备方法的优劣.简述了目前国内外稀土钙钛矿型复合氧化物在催化方面的应用情况与研究进展,并对其前景进行了展望.     

类钙钛矿IT-SOFC阴极材料研究进展

类钙钛矿结构的复合氧化物材料是近年来开发的一类具有广阔发展前景的中温固体氧化物燃料电池阴极材料.本文综述了A_2BO_4型和AA' B_2O_5型类钙钛矿结构阴极材料的研究进展,并总结了这两类材料作为IT-SOFC阴极的性能特点,提出今后的研究工作将着重于改善材料的微观结构,以提高类钙钛矿阴极材料的电化学性能和热稳定性.     

高氧离子电导钙钛矿的影响因素分析和设计策略

氧离子导体，如钙钛矿氧化物（ABO₃结构），广泛应用于燃料电池、氧传感器和透氧膜，提高钙钛矿氧化物的体相氧离子传输性能是提升这些设备工作效率的关键。钙钛矿氧离子的传输性能受到晶体结构、A/B位阳离子、阴离子及氧空位等复杂因素的影响，这为开发具有高氧离子电导的钙钛矿材料带来了极大的挑战。本文首先分析了氧离子在钙钛矿体相的传输机制，总结了常见的钙钛矿体相氧传输性能影响因素，包括晶体结构、平均金属-氧键能、氧空位浓度以及氧空位分布等，重点分析了这些影响因素作用于钙钛矿体相氧传输过程的方式和机理，并剖析了调控这些影响因素的手段以及原理。之后进一步阐明了钙钛矿氧传输性能的预测方法及相应的验证手段，如O₂程序升温脱附、X射线吸收谱、高倍率透射电子显微镜和模拟计算等。通过实验直接观测材料内部微观性质，结合模拟计算可以进一步帮助理解钙钛矿氧化物体相氧离子传输过程。本文旨在寻找更加准确和便捷的设计策略，从而快速地筛选高氧离子电导的钙钛矿氧化物。     

铁基钙钛矿化合物AFeO3(A=Ca,Sr,Ba)的光催化性能

通过柠檬酸-硝酸盐燃烧法合成了钙钛矿(ABO3)及类钙钛矿(A2B2O5)型化合物BaFeO3,Sr2Fe2O5,Ca2Fe2O5,BaCoO2 93,Sr2Co2O5.用X射线衍射,紫外-可见光分光光度计,红外光谱分析和扫描电镜检测了合成样品.样品经过450℃烧结2 h并在800℃烧结4 h而获得.实验表明:在B位元素相同的情况下,A位元素离子半径越大越容易形成钙钛矿结构.实验中合成的具有钙钛矿或类钙钛矿结构的氧化物具有不同程度的光催化性能.     

SOFC单相氧化物MIEC阳极材料的研究进展

综述了近年来国内外固体氧化物燃料电池复合导电性能(MIEC)单相氧化物阳极材料的研究进展。阐述了钙钛矿结构、立方萤石结构以及其它诸如烧绿石结构的单相氧化物阳极材料的导电性能以及应用于电池阳极的发电性能。指出了阳极材料研究亟待解决的问题及发展方向。     

钙钛矿型复合氧化物LaFeO3和SrFeO3的催化性能

采用柠檬酸络合法合成了钙钛矿型复合氧化物LaFeO3和SrFeO3,并以其为催化剂对几种水溶性染料溶液进行降解实验。结果表明,LaFeO3和SrFeO3均有较强的催化性能,且SrFeO3的催化活性明显高于LaFeO3。这主要与A位离子的种类有关,A位离子不仅改变了B位离子的价态和电子结构,同时还影响到A－O、B－O之间的结合性能。     

B位掺杂对LaNi_(0.7)M_(0.3)O_3复合氧化物催化性能的影响研究

本文采用水热共沉淀法制备了B位掺杂的LaNi_(0.7)M_(0.3)O_3(M=Co、Fe~(2+)、Mn、Cu)复合氧化物,用XRD、SEM、TG、TPD、TPR等实验对钙钛矿的结构与组成,微观形貌,稳定性等进行了表征,并以乙醇水蒸气重整制氢反应为探针考察了B位掺杂元素种类对其催化性能的影响。结果表明,LaNi_(0.7)Fe_(0.3)O_3复合氧化物具有较好剂还原性和吸附性能,在乙醇水蒸气重整制氢反应中的,乙醇转化率可达到95.63%,同时具有较好的抗积碳性能。     

阴极材料含镧复合氧化物的电催化特性

中温固体氧化物燃料电池的研制是固体氧化物燃料电池商业圈的必然趋势，影响其发展的关键问题之一就是阴极材料的研制。钙钛矿结构稀土复合氧化物材料是最有前途的中低温固体氧化物燃料电池阴极材料。本文对钙钛矿结构含镧复合氧化物的电催化机理进行详尽的叙述，并提出了其发展方向。     

La1-xSrxMnO3钙钛矿复合氧化物研究进展

综述了钙钛矿型复合氧化物La1-xSrxMnO3的制备方法，分析各种制备方法与传统材料制备方法的差别；根据其结构和性能特点介绍了其主要应用方向。