La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ混合导电材料的合成与电导率

采用低温燃烧合成技术制备了La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ(x=0.1～0.4)粉体.分别利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)技术对粉体的性能进行了表征.XRD结果表明,经800℃培烧的La0.9Sr0.1CU0.9Fe0.1O2.5-δ粉体的对称性较低,未形成钙钛矿结构,其余La1-xSrxCu0.9Fe0.1O2.5-δ(x=0.2～0.4)粉体为四方钙钛矿结构,晶体结构参数之间满足关系式a=b≈2 c.DTA结果显示,La1-xSrxCu0.9Fe0.1O2.5-δ在1000℃以下是热力学稳定的,不会发生分解反应.采用直流四电极法测试了La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ试样在100～800 ℃之间的电导率.试样的电导率In(δT)与1/T之间呈很好的线性关系,说明La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ在测试温度范围内服从小极化子导电机制.Sr掺杂量对试样的电导率和电导活化能有着明显的影响,当Sr掺杂量为0.3时,La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ的电导率最高,电导活化能最小.     

Molar heat capacities of La_2Mo_2O_9 and La_(1.9)Sr_(0.1)Mo_2O_(9-δ)

The molar heat capacities of La2Mo2O9 and La1.9Sr0.1Mo2O9-δ were obtained using the differential scanning calorimetry (DSC) technique in a temperature range from 298 to 1473 K. The DSC curve of La2Mo2O9 showed an endothermal peak around 834 K corresponding to a first-order monoclinic-cubic phase transition, and the enthalpy change accompanying this phase transition is 5.99 kJ/mol. No evident endothermal peak existed in the DSC curve of La1.9Sr0.1Mo2O9-δ, but a broad thermal anomaly existed in its heat capacity curve at around 832 K. In addition, the heat capacity values of La2Mo2O9 and La1.9Sr0.1Mo2O9-δ began to decrease at 1196 and 1330 K, respectively. The non-transitional heat capacity values of La2Mo2O9 and La1.9Sr0.1Mo2O9-δ were formulated using multiple regression analysis in two temperature ranges.     

中温固体电解质(La0.95Sr0.05)0.2Ce0.8O2-δ的制备及电化学性能

利用溶胶凝胶-氏温燃烧法合成了(La0.95 Sr0.05)0.2 Ce0.8 O2-δ的粉体.采用XRD对其结构进行表征,结果表明,空气气氛下800℃煅烧5h制得的(La0.95Sr0.05)0.2Ce0.8O2-δ粉体为单一的立方萤石结构.不同烧结温度制备的电解质的SEM表明,在1 450℃即可制得致密的电解质.采用两端子交流阻抗谱法在400 ～800℃空气气氛中测量了电解质的电性能,电解质在600℃的电导率为0.019 S/cm.阳极支撑的单电池在中温范围具有较高的功率密度,650℃时达1.039 W/cm2.     

Molar heat capacities of La2Mo2O9 and La1.9Sr0.1MO209-δ

The molar heat capacities of La2Mo209 and La1.9Sr0.1MO209-δ were obtained using the differential scanning calorimetry （DSC） technique in a temperature range from 298 to 1473 K. The DSC curve of La2Mo209 showed an endothermal peak around 834 K corresponding to a first-order monoclinic-cubic phase transition, and the enthalpy change accompanying this phase transition is 5.99 kJ/mol. No evident endothermal peak existed in the DSC curve of La1.9Sr0.1MO209-δ, but a broad thermal anomaly existed in its heat capacity curve at around 832 K. In addition, the heat capacity values of La2Mo209 and La1.9Sr0.1MO209-δ began to decrease at 1196 and 1330 K, respectively. The non-transitional heat capacity values of La2Mo209 and La1.9Sr0.1MO209-δ were formulated using multiple regression analysis in two temperature ranges.     

Sr2MgSi2O7基新型长余辉发光材料的合成与性能

在还原气氛下 ,采用高温固相合成法制备出 Sr2 Mg Si2 O7基长余辉发光材料 ,并对其性能以及影响其发光性能的因素进行了研究。运用正交实验方法 ,确定了高温固相合成该材料的最佳条件。初步探讨了 Sr2 Mg Si2 O7基长余辉发光材料的发光机理。     

SOFC阴极材料La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_(3-8)的制备与表征

提出一种低成本高效率的化学方法,用以制备钙钛矿结构固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-8(LSCF).该方法与传统方法不同,采用非螯合聚合物-聚乙烯醇(PVA,Polvinyl alcohol)作为阳离子的载体,形成含有La3+,Sr2+,Co2+,Fe3+4种金属阳离子和非螯合聚合物的均匀溶胶,干燥生成固体凝胶状前驱体.进行热重(TG)分析和傅立叶红外(FT-IR)分析,在此基础上制定了一系列前驱体凝胶煅烧工艺制度,确定了最佳煅烧温度750℃,获得了钙钛矿型LSCF阴极材料.对LSCF粉末进行了X射线衍射(XRD)相分析,证实了所得粉末材料具有钙钛矿结构.通过扫描电子显微镜(SEM)对粉体进行微观形貌结构观察,证实制得的LSCF粉为纳米级,但存在团聚.采用直流伏安法检测其导电性能,证实以其作为阴极材料,在中温SOFC的工作温度下具有良好的混合导电性能.     

不同衬底上La0.5 Sr0.5 CoO3薄膜生长及导电性质的研究

用脉冲激光沉积法(PLD)分别在Si(100),SiO2/Si(100),LaA lO3衬底上制备了La0.5Sr0.5CoO3薄膜.在LaA lO3衬底上实现了La0.5Sr0.5CoO3薄膜的近外延生长,薄膜的电阻率最低.这是由于LaA lO3的晶格常数与La0.5Sr0.5CoO3最为接近.在SiO2/Si(100)衬底上生长的La0.5Sr0.5CoO3薄膜的电阻较Si(100)衬底上薄膜小,XRD表明SiO2/Si(100)衬底更易于薄膜的择优生长.     

镧掺杂锰锌铁氧体制备及性能研究

采用溶剂热法合成稀土元素镧掺杂的Mn0.5Zn0.5Fe2-xLaxO4(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04)粉体,通过XRD、SEM、VSM、IR等多种手段对样品表征。结果表明,当掺杂La3+后,La3+会进入Mn-Zn铁氧体晶格中,面心立方尖晶石相晶格结构逐渐被破坏;La3+掺杂量x=0.04时,产物中开始出现杂相;随着x值不断增大,铁氧体球状形貌被破坏,分散性变差。Mn0.5Zn0.5Fe2-xLaxO4颗粒在室温下表现出亚铁磁性。饱和磁化强度随着La含量的增加而增大,当x=0.03时,饱和磁化强度达到最大值64.9emu·g-1。在50k Hz交变磁场作用下,Mn0.5Zn0.5Fe1.97La0.03O2颗粒温度可升温至64.8℃,表现出较好的磁热性能。     

不同铅气氛对PMSZT压电陶瓷机电性能的影响

采用固相烧结法制备了三元系压电陶瓷Pb0.98Sr0.02（Mn1/3Sb2/3）x（Zr0.5Ti0.5）1-xO3（0%〈x〈0.1）（PMSZT）,研究了铅气氛和非铅气氛保护条件烧结对其相结构、微观结构、介电性能以及压电性能的影响．实验结果表明：在烧结温度1100-1300℃范围内,铅气氛保护烧结的试样其综合性能优于非铅气氛保护烧结的试样．铅气氛保护条件下于1200℃得到最佳性能：εr=1717、d33=301、Kp=0．55、tanδ=0．42％、Qm=1453．     

Structure and Mixed Electronic-ionic Conducting Properties of La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y= 0-1.0） Ceramics Made by a Citrate Method

La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y= 0-1.0） powders were synthesized by a citrate method, and the structure and mixed electronic-ionic conducting properties of the resulting ceramics were investigated. The synthesized La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3 powders have a pure perovskite structure and consist of uniform and fine particles. A perovskite struciure with rhombohedral symmetry was certified for the La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3 ceramics. The increase of Co/Fe ratio significantly promoted the grain growth and microstructural densification. The La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3 compositions with relatively higher Co/Fe ratio exhibit superior mixed conducting properties. The electronic structure and microstructure of the ceramics are responsible for the variation of the mixed conducting properties with Co/Fe ratio.     

Fe掺杂LSCCF对中低温固体氧化物燃料电池ITSOFC短期输出性能的影响

柠檬酸盐法制备La0.7Sr0.15Ca0.15Co1-xFexO3-δ(x=0.2、0.4、0.6、0.8)阴极材料。该前驱体在900℃处理2h后,XRD证实已经形成完整的钙钛矿结构衍射峰。随Fe掺杂量增加,XRD谱图衍射峰的位置向小角度发生偏移,粉体的晶粒尺寸逐渐变大。SEM观察La0.7Sr0.15Ca0.15Co1-xFexO3-δ粉体其表面活性较高并出现了一定的团聚现象,颗粒尺寸约为5μm。以La0.7Sr0.15Ca0.15Co1-xFexO3-δ为阴极,在氢气/空气中研究了模压法制备的单电池性能,Fe掺杂量对开路电压的高低不起决定性作用,而最高功率密度随Fe掺杂量增加而降低,在650℃最高功率密度由x=0.2时的351.7mW/cm2降为x=0.8时的231.1mW/cm2。     

固体氧化物燃料电池阳极材料La0.8Mg0.2Cr0.8M0.2O3-δ（M=Zn,Al,Zr）的研究

采用Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)作为电解质材料,La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)作为阴极材料,以溶胶—凝胶法制备的La0.8Mg0.2Cr0.8Zn0.2O3-δ,La0.8Mg0.2Cr0.8Al0.2O3-δ,La0.8Mg0.2Cr0.8Zr0.2O3-δ粉体作为阳极材料,组装硫氧固体氧化物燃料电池。分别以硫蒸汽和二氧化硫气体为燃料气,测试电池阳极材料性能。结果表明:以硫蒸汽为燃料,La0.8Mg0.2Cr0.8Zn0.2O3-δ在750℃达到最大开路电压420 mV,此时最大功率密度为23 mW/cm2;以二氧化硫为燃料,La0.8Mg0.2Cr0.8Zn0.2O3-δ在650℃获得最大开路电压162 mV,最大功率密度为2 mW/cm2。催化效果顺序为La0.8Mg0.2Cr0.8Zn0.2O3-δ>La0.8Mg0.2Cr0.8Al0.2O3-δ>La0.8Mg0.2Cr0.8Zr0.2O3-δ。     

钾对Co-Mo/γ-Al_2O_3催化剂催化活性的影响

利用微反催化剂活性评价、程序升温还原、磁天平等实验手段 ,研究了钾对 Co- Mo/γ- Al2 O3催化剂的活性、钴和钼在γ- Al2 O3上的分散度及还原气氛下磁化率等性能的影响。实验结果表明引入钾可以降低 Co- Mo /γ- Al2 O3催化剂的还原温度 ,提高钴、钼在 r- Al2 O3上的分散度     

多元复合铁基非贵金属催化剂的制备与结构表征

用溶胶-凝胶法制备了Fe基非贵金属钙钛矿系列化合物.TG-DTA分析了晶相转化过程,XRD研究了其晶体结构.结果表明:非贵金属掺入后并没有改变钙钛矿化合物的基本结构,在取值范围内均可形成具有ABO3结构的复合氧化物,钙钛矿晶相生成温度在650~750℃.Sr掺入后,La1-xSrxFeO3体系随着x值的增大主峰(110)晶面的衍射布拉格角向着高角度方向微小位移,形成多相复合,不仅生成La0.8Sr0.2FeO3,而且Sr可以完全取代La形成SrFeO3-λ相.La1-x-ySrxCeyFeO3晶相中出现少量的分散较好的CeO2晶相,La0.8Sr0.1Ce0.1FeO3主要物相为LaFeO3,SrFeO3-λ,La0.8Sr0.2FeO3和CeO2.红外分析表明:B位元素调变时,主峰晶面的衍射布拉格角向高角度方向改变,晶胞参数减小,平均离子半径减小,Fe—O键先增强后有微弱减弱,总的趋势是增强.     

中温燃料电池阴极材料Sm0.5Sr0.5CoO3的合成与应用

对Sm0.5Sr0.5CoO3作为氧化铈基燃料电池阴极材料的合成与应用进行了研究.采用溶胶-凝胶法制备了晶粒尺寸为20 nm左右的Sm0.5Sr0.5CoO3超细粉,采用XRD、TEM等分析手段对粉体进行了观察和表征,并对这种复合氧化物的陶瓷烧结性能进行了初步研究和显微组织观察(SEM).以Sm0.5Sr0.5CoO3为阴极,Ce0.8Sm0.2O1.9为电解质,Ni/Ce0.8Sm0.2O1.9金属陶瓷为阳极制成单体氢-氧燃料电池,在600 ℃下工作,最大输出功率密度为260 mW/cm2,此时工作电压为0.6 V,电流密度为430 mA/cm2.研究的结果表明,Sm0.5Sr0.5CoO3作为阴极的氧化铈基燃料电池具有较好的输出性能.     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的制备及其湿敏性质的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)的方法,在SiO2/Si衬底成功制备了钙钛矿结构的La0.5Sr0.5CoO3薄膜.对制备的薄膜生长的薄膜进行了XRD测量分析,并且对薄膜的表面形貌进行了测量分析.着重对薄膜的电阻进行了测量,发现环境气氛对电阻的影响,进而对薄膜湿敏电阻进行了测量.     

La1-xSrxCO0．5Mn0．5O3催化剂同时去除柴油机碳颗粒和NO2的性能

采用低温燃烧法制备了Sr2 部分取代La3 的La1-xSrxCo0.5Mn0.5O3系钙钛矿型复合氧化物催化剂,用XRD,IR和BET等方法对催化剂进行了表征。利用程序升温反应(TPR)技术,对催化剂应用于柴油机常规排放物中的碳微粒和氮氧化合物(NOx)的同时催化脱除性能进行了研究。结果表明,Sr2 部分取代La3 ,催化剂表面氧空位浓度增加,同时形成B3 -B4 共存体系,催化剂对碳颗粒和NOx催化活性显著提高。催化性能测试发现,x为0.4时催化活性最好,碳颗粒与催化剂紧密接触时,燃烧温度在305-435℃,NOx的转化率可达43.7%。     

直流电弧法制备金属铁、镍纳米粉体

在原材料块体Fe,Ni中加入高熔点金属钨(W)、钼(Mo),采用直流电弧等离子体法在H2+Ar混合 气氛中制备Fe,Ni纳米粉体。利用X射线衍射仪(X-ray)、透射电镜(TEM)、比表面积测定仪(BET)、氧/氮测定仪 和化学分析等手段对粉体的结构、形态及粒径等方面进行了分析。结果表明,原料中加入高熔点金属W,Mo后,使 Fe,Ni金属熔球温度提高及熔球表面的氧化层被破坏,Fe,Ni纳米粉收率提高50%。高熔点金属W,Mo在粉体中 的质量分数只有0.01%左右,纳米粉纯度几乎不变。同等气氛、压强及功率条件下,加入高熔点金属W 和Mo后所 制备的粉体的平均粒度略有增大,加入W 的收率高于加入Mo的收率。     

稀土Eu2+掺杂Sr2MgSi2O7硅酸盐发光材料的研究

采用高温固相法,在弱还原气氛的条件下,制备得到了铕掺杂的Sr2MgSi2O7.采用XRD、TEM等分析了硅酸盐的晶体结构和形态;利用荧光光谱表征了其发光性能.结果表明,加入助熔剂,有利于Sr2MgSi2O7相的生成;二价铕离子发光中心的发射波长位于465nm处,发光强度与铕离子的含量有关,铕含量达到2%mol时发光强度最大.     

柠檬酸-硝酸盐法制备中温SOFC材料

采用燃烧合成的方法—柠檬酸-硝酸盐法合成中温固体氧化物燃料电池的电解质及电极材料的初始粉末.电池的电解质材料是Ce0.8Gd0.2O1.95(GDC),阴极材料是La0.7Sr0.3Co0.3Fe0.7O3(LSCF),还原前的阳极材料是掺Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)的NiO.借助XRD和TG-DTA等测试手段对材料的晶体结构和反应过程进行了分析.实验结果表明,柠檬酸-硝酸盐燃烧合成法能制备纳米级的电解质及电极材料的初始粉末,燃烧合成中pH值的大小和合成后的烧结温度能很大的影响晶粒的成长和相的生成.