(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ体系双稀土阴极材料的氧化学扩散系数及电学性能的研究

采用固相反应法合成了(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(x=0.2、0.4、0.6、0.8)钙钛矿氧化物系样品,采用XRD分析物相结构,采用XPS分析化学状态,用电导弛豫法研究了(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ系样品的氧化学扩散性能.实验结果表明,(Pr1-...     

基于Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ对称固体氧化物燃料电池的性能优化研究

采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法分别合成了Pr_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ(PSCF)和Gd_0.2Ce_0.8O_2-δ(GDC)粉体, 高温固相法合成La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ(LSGM)电解质粉体。以LSGM为电解质, PSCF同时作为阴极和阳极, GDC作为功能层材料, 构建了对称固体氧化物燃料电池PSCF│GDC│LSGM│GDC│PSCF。利用X射线衍射法研究材料的成相以及相互间的化学稳定性, 交流阻抗法记录界面极化行为, 用扫描电子显微镜观察电池的断面微结构, 用自组装的测试系统评价电池输出性能。结果表明, 合成的PSCF粉体呈立方钙钛矿结构, 具有良好的氧化-还原可逆性。使用GDC功能层明显改善了氢气环境下PSCF与LSGM材料间的化学相容性以及电池的输出性能, 800℃时, 电极│电解质界面极化电阻从6.892 Ω·cm²下降到0.314 Ω·cm²; 以加湿H₂(含体积分数3%的水蒸气)为燃料气, 空气为氧化气时, 单电池输出功率密度由269 mW/cm²增大至463 mW/cm²。研究结果显示, PSCF是对称固体氧化物燃料电池良好的候选电极材料, GDC功能层对改善电池长期稳定性能具有潜在的应用价值。     

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。     

锂离子电池正极材料LiMn0.6Fe0.4PO4/C的制备及电化学性能

以蔗糖为碳源, 以草酸为抗氧化剂, 采用溶剂热、球磨和固相烧结相结合的方法制备了LiMn_0.6Fe_0.4PO₄/C正极材料, 并通过改变烧结温度得到了不同形貌结构的目标产物。以金属锂片为对电极, 组装成锂离子半电池, 探究其电化学性能。研究结果表明, 当烧结温度为650℃时, 该材料表现出优异的电化学性能, 在0.2C(1C=170 mA/g)的电流密度下, 起始容量为119.1 mAh/g, 循环80次之后, 容量上升到148.8 mAh/g, 并且该材料在大电流密度下也表现出优异的循环稳定性。     

硝酸处理对 EDTA-柠檬酸联合络合法制备La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ 的影响

在EDTA-柠檬酸联合络合法制备LSCF复合氧化物的过程中，利用浓硝酸对LSCF的固态前驱体进行处理，实现前驱体低温自燃烧反应．以H2O2分解作为模型反应考察不同制备条件对催化性能的影响．通过系统研究固态前驱体水溶液的pH值和目态前驱体的FT-IR结果，对其分解过程进行了分析，并解释了自燃发生的原因.通过XRD考察了初级粉体经高温焙烧后产物的晶体结构．研究结果表明：硝酸处理可以抑制LSCF晶粒生长，并且提高LSCF的双氧水催化性能，其中LSCF-40-900的催化性能晶好．     

正极材料zLi2MnO3·（1-z）LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2的合成与性能

富锂锰过渡金属层状正极材料以其成本低、安全、容量高受到广泛关注,X射线衍射（XRD）和电化学性能测试显示以共沉淀结合煅烧成功合成富锂层状正极材料zLi2MnO3.（1-z）LiMn0.4Ni0.4Co0.2O2（z=0.2,0.4,0.6）。其中z=0.4组分的放电容量达到210mAh/g（2-4.8V,0.05C）,远高于z=0.6组分,而经20个充放电循环的稳定性也优于z=0.2组分。微分容量分析表明z=0.2组分中因Ni/（Co＋Mn）比值较大和Li2MnO3含量较少可能导致其容量逐渐衰减。z=0.6则因所含LiMn0.4Ni0.4Co0.2O2量较少,造成其放电容量较低;z=0.4拥有最佳Li2MnO3及LiMn0.4Ni0.4Co0.2O2组合使其容量和循环性能最好。     

LiMn0.8Fe0.2PO4/C纳米复合材料的制备与电化学性能研究

结合溶胶-凝胶和高温固相合成方法成功制备了橄榄石结构的LiMn0.8Fe0.2PO4/C固溶体材料,X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征结果表明纳米尺度的LiMn0.8Fe0.2PO4颗粒均匀分散于原位形成的碳导电网络中。将该纳米复合材料用作锂离子电池正极材料时,充放电曲线中除了对应于Fe3+/Fe2+电对的较短平台(~3.5 V vs Li+/Li)外,更高电压的长平台(~4.1 V vs Li+/Li)对应于LiMn0.8Fe0.2PO4晶格中Mn随Li+脱出嵌入的氧化还原反应,该高的电压平台可明显提高相应锂离子电池的能量密度。此外,使用恒电流间歇滴定技术(GITT)和电化学阻抗谱(EIS)详细研究了LiMn0.8Fe0.2PO4/C电极中锂的化学扩散行为,GITT和EIS所得的锂化学扩散系数DLi分别为5×10-15~1×10-14cm2/s和1.27×10-13~2.11×10-13cm2/s。研究结果表明,DLi值随测试温度的升高而增加,因此可以通过提高工作温度来改善该类材料的电化学性能。     

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.     

固体燃料电池阴极材料La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ的微观结构与阻抗特性研究

复合钙钛矿氧化物La_1-xSr_xCo_1-yFe_yO_3-δ是一种适于中温固体氧化物燃料电池的阴极材料. 采用柠檬酸螯合法合成了La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ粉体, 并通过XRD和SEM, 研究了前驱体溶液pH值和煅烧温度对其粉体晶相结构的影响; 同时, 通过烧结体的SEM和交流阻抗分析, 详细讨论了前驱体溶液pH值和烧结温度对烧结体显微结构和阻抗特性的影响. 结果表明, 前驱体溶液pH=4、煅烧温度为900℃的粉体, 1400℃下烧结2h获得的烧结体, 具有最低的阻抗.     

固体燃料电池阴极材料La0．6Sr0．4Co0．2Fe0．8O3-δ的微观结构与阻抗特性研究

复合钙钛矿氧化物La1-xSxCo1-yFeyO3-δ是一种适于中温固体氧化物燃料电池的阴极材料.采用柠檬酸螯合法合成了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ粉体,并通过XRD和SEM,研究了前驱体溶液pH值和煅烧温度对其粉体晶相结构的影响;同时,通过烧结体的SEM和交流阻抗分析,详细讨论了前驱体溶液pH值和烧结温度对烧结体显微结构和阻抗特性的影响.结果表明,前驱体溶液pH=4、煅烧温度为900°C的粉体,1400°C下烧结2h获得的烧结体,具有最低的阻抗.     

多孔 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-的制备及表征

多孔La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-陶瓷具有一定的强度、良好的透气和电传导性能,可用于中温SOFC阴极支撑体和氧分离膜活性支撑体. 本文用固相反应法制备了多孔La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-陶瓷. 考察了烧结条件、成型压力和有机添加剂量对孔隙率和孔径的影响. 研究发现气体渗透率随孔隙率线性增长,电导率随孔隙率的增大而下降,并满足关系式=0(1-P)3.1.     

La_(0．6)Sr_(0．4)Co_(0．8)Fe_(0．2)O_3粉末的合成与性能表征

La_(1-x)Sr_xCo_(1-y)Fe_yO_3钙钛矿型氧化物具有良好的电子和离子混合导电性能,可作为中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的阴极材料。本文中采用EDTA-柠檬酸法合成La_(0．6)Sr_(0．4)Co_(0．8)Fe_(0．2)O_3(LSCF)粉末,借助差热-热重(DTA-TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段,对阴极材料的合成、掺杂机理、与电解质(YSZ)间的高温化学相容性进行了研究和讨论。结果表明：干凝胶的最佳煅烧温度为800℃,所合成的粉末具有单一的钙钛矿结构,平均粒径约为40 nm；掺杂后的LSCF仍保持菱方结构；当SOFC的运行温度低于800℃时,LSCF与YSZ具有良好的化学相容性。     

Field Dependence of Magnetocaloric Properties in La 0.6Pr 0.4Fe 10.7Co 0.8Si 1.5

In this paper, the field dependence of magnetocaloric properties of La _0.6Pr _0.4Fe _10.7Co _0.8Si _1.5 with second-order phase transition material is studied using a phenomenological model. The model parameters were determined from the magnetization data adjustment and were used to give better fits to magnetic transition and to calculate the magnetocaloric thermodynamic quantities. The entropy curves have been observed to behave as an asymmetrical broadening of ΔS _M peak with increasing magnetic field. For larger fields, the peak shifts to higher temperatures, while the overall shape of the curve broadens over a wide temperature range. The values of maximum magnetic entropy change, full width at half maximum, and relative cooling power, at several magnetic field variations, were calculated. The maximum magnetic entropy changes of 3.957(5) and 14.197(4) J kg ^?1 K ^?1 and the relative cooling power (RCP) values of 95.420(3) and 392.729(2) J kg ^?1 are obtained for 1 and 5 T, respectively. The theoretical calculations are compared with the available experimental data. The critical exponents associated with ferromagnetic transition have been determined from magnetocaloric effect (MCE) methods. By using the field dependence of ΔS _{M max}≈a(μ ₀ H) ⁿ and the distance (T _peak?T _c)≈b(μ ₀ H)^1/Δ, we have investigated the critical behavior of La _0.6Pr _0.4Fe _10.7Co _0.8Si _1.5. From the analysis of the relationship between the local exponent n and the gap exponent Δ, we have calculated other exponents: β, γ, and δ. The large MCE, relatively high RCP, high magnetization, and low cost jointly make the present compound a promising candidate for magnetic refrigerant near room temperature.     

Interfacial analysis of (La0.6Sr0.4)(Co0.2Fe0.8)O3− δ substrates wetted by Ag-CuO

The wetting of (La_0.6Sr_0.4)(Co_0.2Fe_0.8)O_3?δ substrates by Ag-CuO was investigated using the standard sessile drop technique, followed by metallographic examination of the quenched specimens. The addition of CuO substantially improves the wetting of these substrates by silver. The largest improvements in contact angle are observed at low CuO-content, apparently through the formation of a homogeneous silver-copper oxide liquid at the area of sessile drop/substrate contact. At a critical composition of x _CuO~ 8 mol% the mechanism of wetting changes, undergoing a transition initiated by the formation of two immiscible liquids within the molten sessile drop.     

钙钛矿复合氧化物La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3的合成与电学性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成出La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3超细粉体,探讨各因素对产物的晶体结构和显微形貌的影响,研究烧成温度对电导率的影响.研究表明,G/Mn+控制在2.0～3.0、热处理温度为750℃是最佳的合成条件,1200℃烧成样品具有最优良的电性能.在室温～900℃温度范围内,样品的电导率在600℃附近出现最大值,低温段的导电行为符合小极化子导电机制.与常规固相法相比,GNP法制备样品具有更好的烧结活性和导电性能.     

La0.2Ba0.8(Co0.2Fe0.8)1-xZrxO3-δ透氧膜材料的微结构与氧分离性能研究

采用固相法制备了La0.2Ba0.8(Co0.2Fe0.8)1-xZrxO3-δ(x=0、0.05、0.1、0.15)片状陶瓷膜,用稳态法测试了不同成分制备样品的透氧性能,并利用XRD和SEM手段分析研究了样品的相结构和晶粒形貌及它们对材料性能的影响.研究表明固相法较难合成x=0的纯钙钛矿相,可用改进的Pechini法合成,另B位Zr的替代有利于去除材料中非钙钛矿杂相;x=0.1的样品中有少量BaZrO3析出,并导致晶粒细化(1～2μm),而这种微结构状态稳定且不受高温长时间退火和氧分压梯度的影响.晶粒细化样品的力学性能和氧渗透性能均有较大提高,x=0.1的样品较x=0样品的氧渗透性能提高了一个数量级,在1010℃,样品厚1.2mm时体系的透氧率达到4.6×10-7mol.cm-2.s-1.     

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.22O3粉末的合成与性能表征

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.22O3钙钛矿型氧化物具有良好的电子和离子混合导电性能．可作为中温固体氧化物燃料电池（ITSOFC）的阴极材料。本文中采用EDTA-柠檬酸法合成La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.22O3（LSCF）粉末，借助差热-热重（DTA／TG）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析手段．对阴极材料的合成、掺杂机理、与电解质（YSZ）间的高温化学相容性进行了研究和讨论。结果表明：干凝胶的最佳煅烧温度为800℃。所合成的粉末具有单一的钙钛矿结构，平均粒径约为40nm；掺杂后的LSCF仍保持菱方结构；当SOFC的运行温度低于800℃时，LSCF与YSZ具有良好的化学相容性。