La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3纳米颗粒的制备和光催化性能EI北大核心CSCD

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3(LSMO)纳米颗粒,用X射线衍射、扫描电镜对样品进行了表征。结果表明,分别以柠檬酸、酒石酸、醋酸、草酸、EDTA为络合剂,在600℃烧结均可制备出单相LSMO纳米颗粒;样品颗粒主要呈类球型,其中以柠檬酸为络合剂制得的颗粒形貌最佳;这些样品的平均颗粒尺寸分别为24 nm(柠檬酸)、28 nm(酒石酸)、36 nm(醋酸)、38 nm(草酸)、50 nm(EDTA)。以甲基红乙醇溶液为目标降解物,采用可见光源钨灯为辐照光源,研究了LSMO纳米颗粒的光催化性能。结果表明,甲基红的吸附及光催化降解率与反应液中H_2O含量紧密相关,以柠檬酸为络合剂制得的颗粒光催化活性相对较高。LSMO的光催化机理,主要为光生空穴的直接氧化。     

Cr替代Mn对La0.4Ca0.6MnO3磁性质的影响

用固相反应法制备了La0.4Ca0.6Mn1-xCrxO3(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.15)多晶样品,通过X射线衍射(XRD)图谱、磁化强度-温度(M-T)曲线、电子自旋共振(ESR)谱线,研究了Cr替代Mn对La0.4Ca0.6MnO3磁性质的影响.实验结果表明:La0.4Ca0.6MnO3存在复杂的磁结构,在258 K出现电荷有序相,从175 K到50 K,产生强关联CO-AFM(电荷有序?反铁磁)相,温度降到41 K左右出现自旋玻璃态;当替代量x≥0.06时,电荷有序相被融化;当x≥0.10时,自旋玻璃态被融化.对实验结果进行了初步解释:电荷有序相被融化主要原因是Cr3+与Mn4+具有相同的电子结构,Cr3+替代Mn3+破坏了CE型反铁磁的自旋序,从而引起电荷序的坍塌,实验证明了电荷序CE型反铁磁体系中,电荷序和自旋序之间存在强耦合相互作用;自旋玻璃态的融化,是由于Cr替代Mn破坏了自旋玻璃态的生成条件,即反铁磁背景下有少量铁磁成分.     

二次烧结气氛对La0.7Sr0.3MnO3氧还原催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法结合二次高温烧结技术,制备了锰系钙钛矿催化剂。利用XRD和EDS对催化剂的物相与元素组成进行了分析,并利用电化学分析方法研究了催化剂的氧还原催化性能。XRD与EDS结果表明,N_2气氛二次烧结不改变La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3物相组成,但NH3气氛二次烧结会造成La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3分解。电化学结果表明,N_2气氛二次烧结催化剂的氧还原催化活性高于NH3气氛二次烧结催化剂,其氧还原起始电势与极限电流分别为0.028V(vs.Hg/HgO)和2.181mA·cm~(-2)(2 000r/min)。     

快离子导体La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3包覆LiMn_2O_4正极材料的结构和电化学性能

为进一步提高动力电池正极材料锰酸锂(LiMn_2O_4)的循环稳定性,通过溶胶-凝胶法用快离子导体La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3作为包覆材料对LiMn_2O_4进行表面修饰,探讨了不同包覆量对复合材料电化学性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的微观结构以及形貌进行表征。结果表明:La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3的包覆并没有改变LiMn_2O_4晶体结构及空间构型;相比纯的LiMn_2O_4样品,La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3包覆后的样品颗粒表面较为粗糙;涂层为薄膜状结构,均匀且完全包覆在LiMn_2O_4颗粒的表面。利用电化学测试方法测试其电化学性能,测试结果表明,当La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3包覆量为5%时,具有较好的电化学性能,首次放电比容量为127.4 m A·h/g(0.1 C),25℃循环400次后容量保持率为91.2%,55℃循环100次后容量保持率为91.1%;与未经表面修饰的样品相比,其首次放电比容量为119.1 m A·h/g(0.1 C),400次的容量保持率为61.9%,100次容量保持率为77.9%,La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3包覆后的样品的电化学性能尤其是循环性能得到明显的提高。     

MOD法在种子层/Ni-W上制备La0.4Sr0.6TiO3薄膜的研究

采用金属有机沉积法(MOD)在双轴织构的Ni-5%(原子分数)W基带上制备了SrTiO3种子层,然后再在种子层上沉积La0.4Sr0.6TiO3薄膜.SEM图像显示种子层颗粒分布均匀,大小基本一致.通过XRD和SEM研究了不同热处理温度对La0.4Sr0.6TiO3薄膜取向和微观形貌的影响,结果显示,在Ar-4%H2气...     

La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积＞20 m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0.6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率＞50 S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.     

锂空气电池介孔La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3催化剂的合成与表征

通过溶胶-凝胶法结合模板浸渍法,分别制备了La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3纳米粉末(LSCF)和具有介孔结构的La0.6Sr0.4-Co0.8Fe0.2O3(M-LSCF)粉末,采用比表面积测试及孔径分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对材料的比表面积、组成和形貌进行了表征,并将其应用在锂空气电池中,测试比较了M-LSCF、LSCF和Super P的电化学性能。测试结果表明实验成功制备了M-LSCF材料,M-LSCF材料的比表面积为142.15 m2/g,远高于LSCF的比表面积(20.17 m2/g)。基于M-LSCF材料的锂空气电池首次放电容量为5 753.33 m Ah/g,可稳定循环31次。     

原始粉料对Sr0.4Ba0.6Nb2O6烧结性能与显微结构的影响

对比了以单相Sr0.4Ba0.6Nb2O6为原料的常规烧结试样(SBN40)以及以SrNb2O6与BaNb2O6混合物为原料的反应烧结试样(RSBN40)的烧结性能与显微结构.结果发现,RSBN40试样的致密化速率较SBN40试样较慢,试样SBN40与RSBN40密度分别在1250与1300℃达到最大,其值分别为5.21与5.27g·cm-3.此外,当烧结温度高于1250℃时,试样SBN40比RSBN40易于出现异常晶粒长大现象.     

烧结温度对LiMn_2O_4基502030锂离子电池电化学性能的影响

为了研究不同烧结温度对La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3@LiMn_2O_4(LLMO)材料电化学性能的影响,采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行表征,将LLMO材料制作成502030型软包锂离子电池,测试其电化学性能。XRD结果表明,La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3包覆后的材料没有其它衍射峰,说明质量分数为1.0%的La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3包覆并没有改变LiMn_2O_4结构;TEM表明烧结温度为500℃时,表面包覆分布均匀,涂层厚度约为80nm。对材料进行电化学性能测试,测试结果表明,纯相LiMn_2O_4首次充放电(0.1C倍率)效率为85.97%,循环400周后容量保持率为82.09%;500℃热处理的样品首次充放电效率为98.74%,循环400周后容量保持率为88.89%。实验结果表明,经过包覆后LiMn_2O_4材料的电化学性能得到了明显的提高。     

中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ln_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(1-χ)Co_χO_(3-δ)的合成和性能表征

采用固相反应法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ln0.6Sr0.4Fe1-χCoχO3-σ（Ln=La,Pr;Nd,Sm和Gd）粉体.对其进行结晶学表征,分析氧含量和失重与温度的关系,并研究了其电导率随温度的变化规律及其与Ce0.8Gd0.2O1.9（CGO）电解质的化学相容性.实验表明,600～800℃;所有样品的电导率均高于100S/cm,其中Nd0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-σ的电导率高达600S/cm,并且与CGO电解质都具有良好的化学相容性.     

(La0.52Gd0.15)Sr0.33MnO3多晶颗粒的磁热效应

利用非晶态分子合金作前驱体,在相对低的热分解温度800℃、10h成功合成了钙钛矿结构(La0.52Gd0.15)Sr0.33MnO3多晶颗粒.TEM观察表明,颗粒的尺寸范围为100～150nm.研究了多晶颗粒(La0.52Gd0.15)Sr0.33MnO3的居里温度和磁熵变化(MCE).在多晶颗粒(La0.52Gd0.15)Sr0.33MnO3中,居里温度(343K)附近观察到较大的磁熵变和较宽的峰值温度范围,较大的磁熵变来源于磁场条件下的铁磁转变贡献.这些结果表明,该材料是室温附近磁制冷合适的工作物质.     

高压下纳米La_(0.8)Sr(0.2)MnO_3块状材料的成型及性能研究

在高压条件下制备出了晶粒尺寸为30nm左右的La0.8Sr0.2MnO3块状材料.采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对高压样品的相组成、晶粒尺寸及微观形貌进行了表征;利用显微拉曼光谱仪测量了不同压力下制备出的块状样品在激光功率为400mW时位于100～3000cm-1之内的拉曼光谱.结果表明,高压烧结时样品的晶粒演化受温度和压力的共同影响:300℃以下时,1～3GPa烧结的样品晶粒生长速度随压力的升高而增大,4～5GPa烧结的样品其晶粒生长速度随压力的升高而减小;300℃以上时,其晶粒生长速度随压力和温度的升高而不断增大.测量了高压烧结后纳米La0.8Sr0.2MnO3块状材料的各种物理性能,结果表明,高压烧结后该材料的显微硬度显著提高;当烧结温度为300℃时,不同压力下制得的样品的电阻率随压力的升高呈先减小后增大的趋势;5GPa,300℃时制出的样品在室温下呈典型的铁磁性能.     

Synthesis and characterization of pure and doped (Na, Ca, Sr) nanograined LaMnO3 magnetoresistive ceramics

Pure and Na, Ca, and Sr doped lanthanum manganites (LaMnO3, La0.85Na0.15MnO3, La0.7Ca0.3 MnO3, La0.7Sr0.3MnO3) were prepared in form of bulk nano-structured materials through a two-step process. Nanometric powders were synthesized by the Pechini method and subsequently densified by Spark Plasma Sintering at 1273 K for 5 minutes under a pressure of 140 MPa. The method allowed the preparation of single phase manganites with a theoretical density above 98% together with a very limited growth of the grain size. Grain sizes below 70 nm were obtained for all materials except La0.85Na0.15MnO3 which showed a much larger grain size. Curie temperatures (Tc) and magnetoresistivity properties of the samples were measured by a Superconducting Quantum Interference Device (SQUID). The decrease in the resistivity below Tc occurred in a much wider range of temperature compared to ceramics having micron-size grains.     

涂料型La1-xSrxMnO3智能热控涂层的研究

以固相反应法制备了高纯度La0.8Sr0.2MnO3粉体,并以其为基料,磷酸二氢铝为粘结剂,采用涂覆工艺在铝基片上制备了涂料型La0.8Sr0.2MnO3热控涂层.采用XRD、EDS对La0.8Sr0.2MnO3粉体的成分进行了表征,用稳态卡计法测量了涂层在100~100℃温度区间内热辐射率随温度的变化,并测量了涂层的太阳吸收比.研究结果表明:粉体合成过程中,经过1200℃三次热处理制备的La0.8Sr0.2MnO3粉体纯度高,合成的粉体具有均匀的微米级粒径尺寸.通过适当调整浆料中La0.8Sr0.2MnO3粉体所占质量百分比,获得辐射率变化范围大于0.3的热控涂层,该性能与采用烧结工艺制备的La0.8Sr0.2MnO3陶瓷片材料在变温条件下的辐射率变化范围接近.该涂层在航天器热控技术中具有潜在的应用前景.     

纳米CexGd1-xO2-δ复合氧化物的制备及表征

采用柠檬酸溶胶-凝胶法(Sol-Gel),以Ce(NO_3)_3·6H_2O、Gd_2O_3、柠檬酸为原料,制备纳米级Ce_xGd_(1-x)O_(2-δ)复合氧化物,对制得的样品进行X射线衍射、比表面、扫描电镜及能谱和透射电镜表征,研究样品的组成、晶粒大小、比表面积和样品形貌特征。结果表明,Ce_xGd_(1-x)O_(2-δ)复合氧化物在600℃和800℃焙烧后均形成均匀的面心立方CeO_2基固溶体和/或体心立方Gd_2O_3基固溶体。单组分Gd_2 O_3样品在800℃焙烧后形成具有体心立方的Gd_2O_3物相,经600℃焙烧后还同时含有43%(质量分数)的六方Gd_2O_2CO_3晶型。对于同一Gd~(3+)掺杂比例样品,焙烧温度越高,晶粒越大,比表面积越小;同一焙烧温度样品的晶粒尺寸随Gd~(3+)掺杂量增大先减小后增大,但均小于单组分CeO_2和Gd_2O_3,且Ce_(0.5)Gd_(0.5)O_(2-δ)样品晶粒最小。表明复合氧化物的形成提高了抗烧结能力,形成更多孔隙结构,使样品晶粒变小,比表面积变大,并且x=0.5为形成最小纳米级样品的最佳比例。     

新型溶胶-凝胶工艺制备La0.5Ca0.5MnO3薄膜及性能分析

鉴于以醇盐为原料溶胶-凝胶制备La0.5Ca0.5MnO3薄膜工艺中存在诸多苛刻因素,本文以无机盐为原料采用溶胶-凝胶工艺在SiO2/Si(100)衬底上制备了La0.5Ca0.5MnO3薄膜.并用XRD、SEM和TEM等分析手段对薄膜进行了表征,通过不同磁场下电阻-温度(R-T)曲线,研究了样品的磁电阻(CMR)效应...     

Stabilization of Ferromagnetic Order in La(0.7)Sr(0.3)MnO(3)-SrRuO(3) Superlattices

The study of spatially confined complex oxides is of wide interest, since correlated electrons at interfaces might form exotic phases. Here La(0.7)Sr(0.3)MnO(3)/SrRuO(3) superlattices with coherently grown interfaces were studied by structural techniques, magnetization, and magnetotransport measurements. Magnetization measurements showed that ferromagnetic order in ultrathin La(0.7)Sr(0.3)MnO(3) layers is stabilized in the superlattices down to layer thicknesses of at least two unit cells. This stabilization is destroyed, if the ferromagnetic layers are separated by two unit cell thick SrTiO(3) layers. The resistivity of the superlattices showed metallic behavior and was dominated by the conducting SrRuO(3) layers, the off-diagonal resistivity showed an anomalous Hall effect from both SrRuO(3) and La(0.7)Sr(0.3)MnO(3) layers. This shows that the La(0.7)Sr(0.3)MnO(3) layers are not only ferromagnetic but also highly conducting; probably a conducting hole gas is induced at the interfaces that stabilizes the ferromagnetic order. This result opens up an alternative route for the fabrication of two-dimensional systems with long-range ferromagnetic order.     

多铁性BaTiO3/La2/3Sr1/3MnO3复合薄膜的制备及其强磁电效应的研究

使用脉冲激光沉积技术,在(001)取向的LaAlO3(LAO)单晶基片上外延生长了BaTiO3/La2/3Sr1/3MnO3(BTO/LSMO)双层复合薄膜.电学和磁学性能的研究显示复合薄膜具有较低的相对介电常数(εr=263),优良的铁电和铁磁性能以及高于室温的铁磁居里温度(Tc=317 K).复合薄膜的磁电电压系数(αE)为176 mV/A,高于同类结构磁电系统一个数量级,相应的界面耦合系数k值为0.68,表明铁磁层和铁电层界面之间存在较大程度的耦合.     

烧结温度对锆钛酸铅-铌镁酸铅压电陶瓷结构的影响

采用铌铁矿预产物合成法在不同烧结温度下制备组成在准同型相界附近的锆钛酸铅-铌镁酸铅压电陶瓷。采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜以及介电温谱对制备陶瓷样品进行表征分析和性能测试。结果表明:所有陶瓷样品的相组成均为纯钙钛矿相;随着烧结温度的升高,陶瓷的相结构由菱方-四方两相共存转变为单一菱方相。对陶瓷断口的观察表明:随着烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,陶瓷逐渐致密;陶瓷的平均晶粒尺寸约为3~4μm。制备的压电陶瓷在1 200℃烧结的试样峰值相对介电常数高达19 520,居里温度为310℃。