Sn_(0.95)Mg_(0.05)P_2O_7的中温电性能研究

采用固相法合成了Sn0.95Mg0.05P2O7样品,采用交流阻抗电化学方法对该样品在50~250℃下的电性能进行了研究。粉末XRD结果表明,该样品为单一立方相SnP2O7结构。气体气氛对样品电导率有着显著的影响:σ(dry O2)σ(dry H2)σ(wet O2)σ(wet H2)。在湿润H2气氛中,Sn0.95Mg0.05P2O7在200℃下,电导率达到最大值5.9×10-2S·cm-1。以该样品为燃料电池固体电解质,组装氢-空气燃料电池,在125℃时最大输出功率密度为7.9 mW·cm-2,150℃时其最大输出功率密度约为12.7 mW·cm-2,175℃其最大输出功率密度为19.1 mW·cm-2。     

Mg_2Ni_(0.95)Sn_(0.05)-C_6H_6浆液体系储氢性能

研究了Mg_2Ni_(0.95)Sn_(0.05)和苯以及Mg_2Ni_(0.95)Sn_(0.05)氢化物与苯分别组成的浆液的储氢性能,通过研究不同温度下合金和氢化物对浆液吸氢速率的影响,发现氢化物比合金对浆液的反应速率的影响更为显著。温度对反应的影响特别明显,在反应釜中氢气压力为7 MPa,反应釜桨搅拌速度为500r·min~(-1),温度为513K时合金和氢化物分别和苯组成的浆液表现出最佳的吸氢性能,其最大吸氢量分别达到了5.87％(mass)和6.02％(mass)。添加Sn后的合金Mg_2Ni_(0.95)Sn_(0.05)对苯加氢到环己烷的转化有很好的选择性。     

SrBi_2Ta_2O_9薄膜的制备和铁电性能研究

用一种新的低温过程制备了SrBi2Ta2O9铁电薄膜。在Sol-Gel方法中用Pt/Ti/SiO2/Si作衬底,研究了薄膜的结构和电特性。SrBi2Ta2O9薄膜在淀积Pt上电极之前和之后都要退火,第一次退火在760乇氧压下600℃时退火30分钟,在第二次退火后薄膜结晶良好。     

5mol% Al~(3+)掺杂的TiP_2O_7-TiO_2复合陶瓷的中温电性能研究

以三氧化二铝、二氧化钛和浓磷酸为基本原料,用传统的固相合成法合成了新型的固体电解质材料Al3+掺杂的Ti P2O7-Ti O2复合陶瓷(5mol%Al3+),对合成的复合陶瓷进行了红外光谱、激光粒度仪、XRD测定,并且测定了电导率随实验条件的变化规律。红外结果表明,在样品的结构式中存在Al-O键、P=O键和P-O-Al键等,激光粒度测试表面在一定范围内,粒径分布集中。电导率测试表明在100~300℃温度内,电导率随着温度的升高而增大,300℃时达到最大值7.1×10-4 S·cm-1。     

ZrO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3+x%ZrO_2(BMZT)微波介质陶瓷,研究了ZrO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3(BMT)微波介质陶瓷结构和介电性能的影响。结果表明:陶瓷体系中存在2种相,主晶相Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3和附加相Ba_(0.5)TaO_3。随着x的增大,陶瓷体系的相结构由六方结构逐渐向立方结构转变,同时有序相由1:2有序结构逐渐向1:1有序结构转变。添加适量的ZrO_2可以促进液相烧结,当x=8时,陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 650℃以上降至1 450℃,表观密度ρ=7.568 g/cm~3,相对理论密度达到99.1%,BMZT体系拥有良好的微波介电性能:相对介电常数ε_r=25.5,品质因数与谐振频率的乘积Qf=137 600 GHz(8GHz),谐振频率温度系数τ_f=0.3×10~(-6)/℃。     

(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷材料制备、表征及介电性能

采用固相反应法制备了(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷材料,采用XRD和FT-IR技术分析了其晶体结构,用SEM技术分析了其显微组织,用阻抗仪测试其介电性能。结果表明,所制备(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷具有单一的焦绿石晶体结构,其显微组织致密,晶粒大小比较均匀,晶界十分干净。介电常数随掺杂量的增加而减小,介电常数的变化主要是由于分子总极化率随掺杂量的增加而减小。     

新型复合阴极Sr_(0.95)Ti_(0.05)Co_(0.95)O_(3-δ)–Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)在中低温固体氧化物燃料电池中的性能

采用柠檬酸自蔓延燃烧法合成了Sr0.95Ti0.05Co0.95O3-δ(STC)阴极粉体和Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)电解质粉体,将STC与SDC粉体按质量比7:3混合得到复合阴极。通过X射线衍射(XRD)、直流四端子法和热膨胀仪表征了样品的化学相容性、电导率和热膨胀系数。XRD表明,STC在900℃能够得到立方纯钙钛矿结构,复合阴极STC-SDC在工作温度区间内具有很好的化学相容性;在650℃空气气氛下STC-SDC与SDC之间的界面极化阻抗仅为0.05Ω·cm2。制备了阳极支持型(Ni O-SDC│SDC│STC-SDC)单电池,在450~650℃范围内以湿润的H2(3%水蒸汽)为燃料气,空气为氧化剂测试了单电池的性能。结果表明:阳极支撑的单电池共烧1 350℃可以得到致密的电解质层和多孔的电极,而且650℃时单电池开路电压0.82V,最大输出功率为721 m W/cm2。结果预示,在以SDC为电解质的中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)中,STC-SDC是一个很有前途的复合阴极材料。     

电解质Ce0.95Fe0.05O2-δ超细粉体的制备与表征

以硝酸铈与硝酸铁为原料,采用溶胶凝胶法制得电解质材料Ce0.95Fe0.05O2-δ,对其粉末进行了压片、煅烧。采用IR、XRD、SEM、TG等手段对其性能与结构进行了测试和分析。     

溶胶-凝胶法低温制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)及其复合电解质的中温燃料电池性能

以三氧化二钐、浓硝酸、硝酸铈铵、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法低温(900℃)制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)(SDC),低于通常高温烧结温度(1400℃),并与(Li/K)_2CO_3共熔体进行复合。采用DSC-TGA确定制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)的烧结温度。XRD结果表明,(Li/K)_2CO_3与Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)复合后没有发生化学反应。SEM图像表明,SDC粒径均匀一致,(Li/K)_2CO_3作为SDC颗粒黏结剂均匀覆盖SDC颗粒表面。采用电化学工作站研究了复合电解质在400~600℃下干燥氮气气氛中的电导率。结果表明,温度为600℃时,复合电解质在干燥氮气气氛中的电导率达到最大值3.3×10~(-2)S/cm,高于单一二氧化铈材料在相同条件下的电导率。氧分压与电导率关系曲线表明,复合电解质具有良好的氧离子导电性。H_2/O_2燃料电池性能测试表明复合电解质Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)-(Li/K)_2CO_3(SDC-SG-LK)在600℃开路条件下的电解质阻抗、极化阻抗分别为3.13W·cm~2、0.81W·cm~2,最大输出功率密度为130m W/cm~2。     

Al_2O_3/BaTiO_3复合薄膜制备及低频介电性能研究

采用电泳沉积技术在经三乙醇胺处理的铝电极上成功制备Al_2O_3/BaTiO_3交织结构薄膜,探讨了电泳沉积电压和沉积时间对沉积薄膜低频介电性能的影响。悬浮液中颗粒在较高的电压下运动速度较快,且沉积时间较短时,悬浮液的浸泡作用对沉积薄膜的影响较小,热处理后形成的Al_2O_3/BaTiO_3交织层结构优异,提高低频区的界面极化程度,改善了钛酸钡薄膜低频介电性能。90V/5min的沉积条件为铝基底上电泳沉积制备钛酸钡薄膜的最佳条件,在该条件下制备的钛酸钡薄膜电容值在10m Hz时为1.84μF/cm2,介电损耗仅为0.14。     

Ta、Ba共掺杂石榴石型Li7La3Zr2O12电解质的制备及性能研究

传统锂离子电池采用有机电解液体系,能量密度难以进一步提升,同时存在一定的安全隐患。采用无机固体电解质构建全固态锂电池,在提高电池能量密度同时可兼顾安全性问题。在众多无机固体电解质中,Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)石榴石电解质具有离子电导率高、与金属锂接触稳定等优势,成为受人关注的材料。为了进一步提高该材料的导电性,采用固相法合成Ta、Ba共掺杂LLZO(Li_7-x+yLa_3-yBa_yZr_2-xTa_xO₁₂)电解质,采用X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学阻抗法分析样品的物相结构、微观形貌及离子电导率。结果表明,Ta⁵⁺掺杂能够稳定立方相结构,Ba²⁺作为掺杂剂和烧结剂,促进晶粒生长和陶瓷致密化,从而降低总电阻。其中,Li_6.45La_2.95Ba_0.05Zr_1.4Ta_0.6O₁₂样品在室温下的总电导率为1.07×10^-3 S·cm^-1,活化能为0.378 eV。Ta⁵⁺/Ba²⁺共掺杂有利于制备高致密度和高电导率的石榴石型电解质材料。     

磷酸锆基陶瓷材料的制备与性能研究

利用共沉淀法制备了磷酸锆，用差热分析法（DTA）研究了Zr2P2O7的热稳定性情况，并进一步研究了烧结助剂的量、烧结温度等对其性能的影响。     

A PBI‐Sb0.2Sn0.8P2O7‐H3PO4 Composite Membrane for Intermediate Temperature Fuel Cells

Fine particles of a solid proton conductor Sb_0.2Sn_0.8P₂O₇ were incorporated in PBI‐H₃PO₄ membranes with 20 wt.%. In SEM figures, the Sb_0.2Sn_0.8P₂O₇ particles exhibited even and uniform distribution in the PBI‐Sb_0.2Sn_0.8P₂O₇ membrane. Influences of the immersing time and the concentration of H₃PO₄ solution for immersion on H₃PO₄ loading level were investigated. H₃PO₄ loading level was found an important factor on membrane conductivity. Incorporation of Sb_0.2Sn_0.8P₂O₇ in the PBI‐H₃PO₄ membrane resulted in greater membrane conductivities. In the single cell tests, the peak power density of the membrane electrode assembly (MEA) with the PBI‐Sb_0.2Sn_0.8P₂O₇‐H₃PO₄ membrane was also greater than that of a MEA with PBI‐H₃PO₄ membrane. One MEA using PBI‐Sb_0.2Sn_0.8P₂O₇‐H₃PO₄ membrane achieved a peak power density of 0.67 W cm^–2 at 175 °C with H₂/O₂ and exhibited satisfactory stability.     

二氧化钛/氧化铁复合光催化剂的制备及性能研究

TiO_2是研究最为广泛的光催化剂之一,优点众多,却也存在一些缺陷。通常采用掺杂、光敏化或半导体复合等方法对TiO_2进行改性。将二氧化钛与氧化铁复合,能解决TiO_2光吸收范围窄、光生电子与空穴易结合等缺陷,有效提高其对太阳能的利用率及催化效率。二氧化钛与氧化铁复合的方法有多种,影响制得的二氧化钛/氧化铁复合光催化剂性能的因素也有多个。本文综述了二氧化钛/氧化铁复合光催化剂的合成方法,分析了影响其光催化性能的因素。     

Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层的制备及性能

以汽车模具配件—导柱常用的20Cr钢为基材,在其表面制备Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层及普通Ni-P镀层。对Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层的微观形貌、晶相结构、显微硬度和摩擦磨损性能进行了测试与分析,并与Ni-P镀层和基材进行了对比。结果表明,Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层的晶粒细小,结构更加致密,显微硬度平均值可达到436.4 HV,高于Ni-P镀层的357.3 HV和基材的190HV;与Ni-P镀层相比,Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层能更有效地改善基材的摩擦磨损性能。NanoAl_2O_3颗粒复合量对Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层的显微硬度和摩擦磨损质量损失率有一定影响,增加颗粒复合量可以提高复合镀层的显微硬度,改善其摩擦磨损性能。     

Gd2O3和Y2O3共掺CeO2基中温SOFC电解质材料的合成

采用固相合成法合成Gd2O3和Y2O3共掺CeO2基粉料[(CeO2)0.92(Y2O3)0.08-x(Gd2O3)x,x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,摩尔分数,下同],在1 600 ℃烧成制备固态氧化物燃料池(solid oxide fuel cells,SOFC)电解材料.采用X射线衍射仪、热膨胀测...     

Al2O3/Al复合材料的制备及性能研究

本文采用液相法和热压烧结制备出Al203／Al复合材料,并利用DSC／TG、SEM、显维硬度计及万能试验机测试研究了复合材料的热学性能、微观结构及力学性能。结果表明,引入Al后复合陶瓷的断裂韧性有显著提高。     

Ga2O3/PAL复合催化剂的制备及催化性能研究

以凹凸棒石(PAL)为载体,沉淀法制备了Ga2OJPAL复合催化剂,采用IR、XRD、BET、TEM对催化剂结构进行表征,通过肉桂酸正丙酯的合成,由正交实验方法考察催化剂的制备条件和催化性能.结果表明,催化剂的较优制备条件是Ga2O3负载量为催化剂总质量的12％,前置液pH值为9,盐酸浸泡液浓度3.0 mol/L,焙烧温度460℃.使用所制催化剂合成肉桂酸正丙酯,产品酯化率不低于94.0％,催化剂具备良好的催化活性,可多次重复使用.     

钐掺杂BaZrO3电解质的制备与电学性能研究

通过高温固相法合成了BaZr_(1-)_xSm_xO_(3-)_δ(x=0.05, 0.1, 0.15, 0.2)电解质材料,并对材料的物相结构进行了XRD表征。分别在空气和4%H_2O/H_2中,温度范围为500～800℃下,通过电化学工作站测试了该电解质材料的电学性能。研究发现,稀土元素Sm的掺杂对BaZrO_3电解质材料的电学性能有重大影响,当Sm元素的掺杂量为0.15时,电解质的电导率达到最大值。结果表明,Sm的掺杂可以有效提高BaZrO_3电解质材料的电导率。