Ln0.5Sr0.5CoO3-δ阴极薄膜材料的XRD和XPS研究

采用离子束溅射法在氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)衬底和铝酸镧(LaAlO3)衬底上溅射Ln0.5Sr0.5CoO3-δ(Ln=La ,Pr ,Nd )薄膜.测试了不同工艺制备的Ln0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜的XRD谱和XPS谱,研究了不同衬底上Ln0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜微结构及化学状态.结果表明,在YSZ 衬底上制备的Ln0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜氧空位浓度相应的高于在LaAlO3衬底上的氧空位浓度,Nd0.5Sr0.5CoO3-δ /YSZ薄膜的氧空位浓度最高,有利于提高氧离子的输运性.     

YBa2Cu3O7-δ催化氧化甲苯

利用高温超导材料 YBa2 Cu3 O7-δ对氧的呼吸作用进行了空气气氛中甲苯的深度催化氧化的研究。实验表明 ,随着温度的升高和空速降低 ,YBa2 Cu3 O7-δ对甲苯的深度催化氧化活性增加。     

YBa2Cu3O7-δ催化氧化甲苯

利用高温超导材料YBa2Cu3O7-δ对氧的呼吸作用进行了空气气氛中甲苯的深度催化氧化的研究.实验表明,随着温度的升高和空速降低,YBa2Cu3O7-δ对甲苯的深度催化氧化活性增加.     

La_2O_3/La_2O_2CO_3纳米复合材料的凝胶燃烧法合成

采用燃烧法合成了纳米La2O3/La2O2CO3复合材料,以六水合硝酸镧和一水合柠檬酸分别为镧源和络合剂,以氨水调节p H值,p H=2~4、柠檬酸与硝酸镧的摩尔比在1.0~1.2∶1.0之间,将得到的凝胶加热到一定温度发生自蔓延燃烧反应,燃烧反应产物在600~700℃煅烧1~2 h,得到膨松粉末状纳米La2O3/La2O2CO3复合产物。煅烧温度和恒温煅烧时间不同,得到不同粒径和组分比例的纳米La2O3/La2O2CO3复合材料。利用X射线衍射(XRD)、差热-热重分析(TG-DTA)和透射扫描电镜(TEM)等测试方法对凝胶热分解过程产物及最终形成的纳米La2O3/La2O2CO3复合产物粉体进行了分析和表征,产物的平均粒径在30~100 nm之间可控。纳米La2O3/La2O2CO3复合产物中的纳米La2O3在空气中具有不稳定性,极易与空气中的H2O发生反应生成La(OH)3,生成了La(OH)3/La2O2CO3复合产物,而产物在650℃煅烧2 h后即可完全转化为La2O3/La2O2CO3复合产物,说明这个过程是可逆的。     

钙钛矿氧化物Eu_(1-x)Sr_xCoO_(3-δ)的结构和性能

以固相反应法合成了钙钛矿型复合氧化物Eu_(1-x)Sr_xCoO_(3-δ)(x=0.1,0.3,0.5,0.7)材料。研究了各样品的晶体结构、化学状态和电输运性能,测试了样品在不同温度下的直流电导率。结果表明,合成样品都呈类钙钛矿结构,在低温段,载流子具有p型小极化子导电特征,同时,样品随着掺杂比例的变化晶格氧变化较大,Eu0.5Sr0.5CoO3-δ氧空位浓度最大,氧输运性能较好,是较好的固体氧化物燃料电池阴极材料。     

Ln0.7Sr0.3Co0.9Cu0.1O3-δ(Ln=Pr,Nd)氧化学扩散性能的研究

采用固相反应法合成了Ln0.7Sr0.3Co0.9Cu0.1O3-δ(Ln=Pr,Nd)钙钛矿氧化物样品,通过XRD和XPS研究样品的物相结构与化学状态,用电导驰豫法研究样品的氧化学扩散系数.实验结果表明,Ln0.7Sr0.3Co0.9Cu0.1O3-δ的氧化学扩散系数随温度的升高而上升;样品Pr0.7Sr0.3Co0.9Cu0.1O3-δ氧扩散系数在800℃时达到3.97×10-5cm2·s-1,是比较理想的中温固体氧化物燃料电池阴极材料.     

La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ阳极材料的固相合成及导电性能研究

采用固相法制备固体中温氧化物燃料电池(SOFC)阳极材料La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ(LSCM), 用X射线衍射(XRD)分析了LSCM材料中钙钛矿相的形成过程, 直流四探针对合成材料的导电性能进行了研究, 碘量法测定了材料中的非化学计量值. 结果表明: 固相法制备所得到的产物分别在1250和1350 ℃下烧结15 h都能得到单一的钙钛矿相;对LSCM样品导电性能研究表明, 其电导率随温度的升高而增加, 在850 ℃时空气气氛下的电导率可达22.04 S·cm-1;LSCM系列材料的电导率随着氧的非化学计量值的增加而提高. 用丝网印刷方式, 制备以LSCM为阳极, La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ(LSGM)为电解质, La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ(LSCF)为阴极的单电池, 并对其性能进行测试, 最大功率输出密度约100 mW·cm-2.     

Ni/Al_2O_3及La改性Ni/Al_2O_3催化CO浆态床甲烷化性能

采用等体积浸渍法制备了Ni/Al2O3及La改性的Ni-La/Al2O3催化剂,并考察了其浆态床CO甲烷化反应性能。借助XRD、H2-TPR、CO-TPD、H2-TPD等对催化剂进行了表征。结果表明,La助剂改性制备的Ni-La/Al2O3催化剂较Ni/Al2O3催化剂具有更高的CO甲烷化活性,La助剂的添加促进了Ni物种在载体表面的分散,降低了还原温度,增强了催化剂对CO和H2的吸附能力。La助剂的添加次序对甲烷化活性影响较大,采用共浸渍法制备的催化剂具有最佳的甲烷化活性,CO转化率达到96.3%,CH4选择性和时空收率分别达到87.1%和179.6 m L·kg-1·h-1,优于先浸渍Ni后浸渍La或先浸渍La后浸渍Ni制备的催化剂。     

固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-SDC复合阳极性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)阳极粉体。X射线衍射(XRD)分析结果显示,在1000℃下焙烧4 h处理后,粉体为单一的钙钛矿相结构。应用单向压力成型方法、空气中1450℃下烧结8 h制备了Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)为电解质片,应用丝网印刷方法在SDC电解质两侧分别涂覆La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ阳极和Pr0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ-SDC(PSCF-SDC)复合阴极,组成电解质支撑型固体氧化物燃料单电池。扫描电镜(SEM)观察显示,制备的电解质致密,阳极和阴极孔隙大小分布均匀,阳极厚度约为20μm,阴极厚度为10μm。用湿氢气作燃料,在800℃下获得的最大输出功率为232.84 mW/cm2,短路电流为919.84 mA/cm2。为了提高LSCM阳极材料催化活性,阳极中掺入少量SDC构成复合阳极。La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-10%SDC复合阳极的单电池输出功率明显提高,最大输出功率为340 mW/cm2。     

稀土掺杂对LaSrCoO4催化剂性能的影响

采用聚丙烯胺溶胶-凝胶法制备了类钙钛矿La0.7Nd0.3SrCoO4和La0.7Ce0.3SrCoO4复合氧化物催化剂,考察了它们对CO和C3H8的催化氧化活性,并运用XRD,IR,TPR和TPD等手段对催化剂进行了表征.结果表明,稀土掺杂后的LaSrCoO4复合氧化物均为K2NiF4型结构,不同稀土掺杂对LaSrCoO4复合氧化物的CO和C3H8氧化活性的影响不同,Nd掺杂能增加Co3+、化学吸附氧和晶格氧的数量,提高复合氧化物的活性.     

稀土氧化物LnO1.5掺杂CeO2-δ固体电解质的缺陷与电导率

利用缺陷化学的知识,对定量求解稀土氧化物LnO1.5掺杂CeO2-δ固体电解质中氧离子空位的浓度进行了初步探讨.在此基础上,推导出了该固体电解质的离子电导率和电子电导率的表达式.并且得出了计算CeO2基固体电解质临界氧分压P*O2的公式,利用该公式对两个问题进行了简单分析.     

自蔓延高温合成技术法合成La0.7Sr0.3MnO3过程的热力学分析

通过热力学计算研究自蔓延高温合成技术合成La0.7Sr0.3MnO3反应机制。结果表明：对于Mn，La2O3，SrCO3，NaClO4组成的自蔓延高温合成La0.7Sr0.3Mn0.3反应体系，理论上Mn粉优先与La2O3反应生成LaMnO3，低温下Mn粉优先与O2反应生成少量MnOx，大部分剩余的Mn粉高温（〉1417K）下优先与O2反应生成SrMnO3；同时，少量低温（〈1417K）时形成的MnOx与SrCO3反应生成SrMnO3。高温下，SrMnO3与LaMnO3反应生成La0.7Sr0.3MnO3，这是SHS法合成La0.7Sr0.3MnO3的主要途径。另外，当温度大于1235K时，少量La2O3与SrCO3反应生成La2SrOx，La2SrOx再与LaMnO3反应生成La0.7Sr0.3Mn0.3。     

LnSrCoO4稀土复合催化材料制备与表征

首次采用聚乙二醇凝胶法制备了Co系类钙钛矿LnSrCoO4(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu) 复合氧化物,研究了稀土对催化剂的结构和催化性能的影响,考察了它们对 CO和C3H8 的氧化反应活性,并运用XRD、BET、TPD等方法对催化剂进行了表征.结果表明该类复合氧化物具有K2NiF4结构,它们的结构和催化性能随稀土不同而变化,其中以LaSrCoO4催化活性最好,这是由LaSrCoO4的晶格氧更易移动、Co3+离子含量更高,氧空位和反应时化学吸附氧更多所致.     

新型SO2和NO吸附-催化剂La-Cu-Na-γ-Al2O3的制备

研究了新型SO2和NO吸附-催化剂La-Cu-Na-γ-Al2O3的制备条件,并用均匀设计法确定了La-Cu-Na-γ-Al2O3的组成.研究表明,当用分步等体积浸渍法制备La-Cu-Na-γ-Al2O3时,以Na2CO3、Cu(NO3)2和La(NO3)3为原料,在873K下空气中焙烧制备的含Na2CO3、CuO、La2O3的质量分数分别为8%、5%、5%的La-Cu-Na-γ-Al2O3,具有较好的低温(423K)同时吸附储存SO2和NO的能力.     

La0.7Sr0.3Co1-yFeyO3-δ阴极材料的制备与导电性能研究

采用低温燃烧合成法制备了用作中低温固体氧化物燃料电池的阴极材料La0.7Sr0.3Co1-yFeyO3-δ(y=0.00,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40).分别利用TG-DSC、XRD表征了La0.7Sr0.3Co1-yFeyO3-δ形成过程的晶型演化行为和物相组成,结果表明该粉体经900℃热处理后可形成钙钛矿结构,随着Fe含量增加,衍射峰向低角度方向偏移.利用直流四端子法测试了La0.7Sr0.3Co1-yFeyO3-δ的电导率,结果表明样品的电导率随Fe含量的增加而降低.在所测量的温度范围内,y=0样品的电导率随温度升高而减小,符合类金属导电行为;其余样品的电导率随温度的升高而增大,服从半导体导电机理.在测试温度范围内,材料的电导率均大于600 S·cm-1.     

高施主掺杂还原再氧化钛酸钡陶瓷的阻温特性研究

通过还原后在空气中热处理氧化的方法制备热敏陶瓷层的高浓度La施主掺杂BaTiO3陶瓷以获得温度热敏半导化陶瓷热敏层。样品在火焰中快速热处理形成半导化层。由于氧空位处于不稳定态,该样品在空气中经过850℃2 h热处理后氧化。与未掺杂Mn的样品比较,掺杂了Mn的样品在比较低的温度下出现PTC效应和具有大的PTC效应。从退火处理的半导化陶瓷层的PTC特性与相同组分陶瓷的介温特性比较看出,相变和氧吸附均是产生PTC效应的主要原因。     

钙钛矿氧化物La1-x MxCoO3-δ的电输运性能研究

采用固相反应法合成中温固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xMxCoO3（M=Ca，Mg，Sr，x=0.2，0.4，0.6），用四探针法测试了样品在不同温度下的直流电导率和不同频率下的交流电导率。结果显示样品的直流电导率随温度的升高而增大，其电输运性能符合小极化子导电机制，具有较高的离子和电子电导率。而交流电导率的测试反映出电导是由晶界导电过程向晶粒导电过程变化的。热重分析测试表明随着温度和掺杂浓度的增加氧空位增加，氧含量减少。     

钙钛矿型氧化物La1-xSrxFeO3-δ的成相过程和结构

利用TG-DTA 热分析仪和X射线衍射(XRD)研究了固相反应法合成钙钛矿型复合氧化物La0.6Sr0.4FeO3-δ的成相过程和La1-xSrxFeO3-δ的晶体结构.结果发现,用固相反应法合成La0.6Sr0.4FeO3-δ时,配置研磨好的粉料在烧结过程中,经过多次吸热反应,到840℃开始出现La0.3Sr0.7FeO3-δ晶相,再经过更大的吸热反应,到1000℃时,La0.6Sr0.4FeO3-δ已成为主晶相.在1250℃烧结2h样品基本上已成为单一钙钛矿型结构La0.6Sr0.4FeO3-δ. 同时给出了钙钛矿型复合氧化物La1-xSrxFeO3-δ( x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8)的晶体结构和晶粒大小.     

Mo-La2O3烧结坯的韧化机制研究

通过扫描电镜，定点探针分析，X射线衍射分析及俄歇电子能谱分析研究了Mo-La2O3烧结坯的韧化机制，结果表明：La2O3的加入提高了烧结钼坯的横向断裂强度和韧性，Mo-La2O3O烧结坯的韧化机制源于间隙杂质在La2O3粒子表面的吸附作用。     

Sm2O3对Ba0.5Sr0.5Co0.75Fe0.25O3-δ体系电子结构及氧空位影响的理论研究

采用第一性原理对掺杂Sm2O3的Ba0.5Sr0.5Co0.75Fe0.25O3-δ体系的电子结构和空位形成能进行了研究。研究结果表明,Co和Sm的态密度在费米能级附近有较大的态,而Fe则很小,这使得Co和Sm离子易于变价,而Fe离子的化合价则基本保持不变。空位形成能随空位数的增多而增大,Sm的掺杂有利于氧空位的形成,且CoVFe比CoVCo型氧空位形成能稍大,这些源于体系的电子结构和局域几何结构。