载银氧化锆纳米晶陶瓷微滤膜抗菌研究

用约为20nm的四方相ZrO2纳米晶对陶瓷微滤膜进行通体修饰后,其平均孔径由3.20μm缩小为3.15μm。将广谱无机抗菌剂之一的银系附着在陶瓷微滤膜表面的ZrO2纳米晶涂层,银以岛状纳米晶沉积附着在四方相ZrO2上,含银纳米晶粒尺寸大小不一。以Ag进行掺杂改性后,改性粉体的润湿性变得更好,其中以Ag掺杂量为0.5mol%时,改性粉体的润湿性能为最好。以金黄色葡萄球菌为实验对象,研究了载银陶瓷微滤膜对金黄色葡萄球菌的杀伤效应,并初步探讨了对细胞的作用机理。     

陶瓷微滤膜的亲疏水性变化对水通量的影响

用高温气相裂解色谱和FTTR对经钛酸酯偶联剂改性前或后的陶瓷微滤膜进行了表征,用非水溶液滴定法检测了修饰前后羟基的变化,改性后的陶瓷微滤膜粉体表面的亲油化度大幅度上升、吸水率大幅度下降.在一定的压力范围内,随着陶瓷微滤膜微孔道内壁的亲水性的下降和疏水性的增强,水的渗透通量呈明显下降趋势,当达到一定的疏水程度后,水的渗透通量趋近于零.     

固体氧化物燃料电池YSZ电解质水系流延膜片的热风干燥研究

在各种温度下,研究初始厚度为0.4mm(±0.03)的YSZ流延膜片薄层热风干燥的一般规律。干燥受风速的影响都较大,风速越高,干燥速度越快;风速越低,干燥速度越慢;在干燥后期,三个不同的风速水平对干燥过程的影响几乎没有明显差异。流延膜片越厚,干燥速度越慢;而流延膜片厚度越小,干燥速度越大;过高的风温风速会使流延膜片性能质量降低;热风干燥的参数必须考虑实际生产中产品的质量要求设定;所求得的Page模型能够正确反映水溶胶胶层薄层干燥规律,可用于实际生产工艺的基础参考数据。     

IT-SOFC硼酸盐封接玻璃的相关性能研究

以传统的玻璃制备方法熔融法制备出适用于固体氧化物燃料电池封接用的B₂O₃-CaO-BaO-Al₂O₃-SiO₂-La₂O₃体系微晶玻璃封接材料。球磨5h的时间可以满足对封接材料粉体的制备要求,对应的粒径分别在0.61μm和2.9μm附近,在相应的累积曲线中99%以上小于9μm;微晶玻璃ACl的SEM照片显示片状的六方钡长石晶体从表面向外生长着并在整个微晶玻璃中错乱生长,还夹杂着一些不规则晶粒;在650～800℃之间,封接材料的电阻随温度升高而减小,阻抗值均在10⁴～10⁵Ω.cm²范围内,说明封接材料玻璃粉具有相当好的绝缘性能,符合IT-SOFC对封接材料的绝缘性要求。分别对微晶玻璃ACl和多孔的阳极薄片及微晶玻璃ACl和致密的电解质薄片的界面进行了扫描电镜（SEM）测试。测试表明,在800℃热处理100h后,ACl封接材料与阳极材料及电解质材料之间的结合面非常紧密,没有发生明显的化学反应,ACl封接材料具有好的气密性和热化学稳定性。     

外加微波作用下Sm0.15Gd0.05Ce0.8O1.9的制备研究

用Pechini法制备的Sm0.15Gd0.05Ce0.8O1.9在600℃时,立方萤石相己基本形成;在Pechini法的基础上外加微波场作用,制备的粉体粒径分布在14～16 nm之间,经1400℃烧结,烧结致密度达到96.5%,1600℃焙烧4h时,样品的烧结致密度达到99.3%。采用Pechini法(R=1.5)制备的粉体,经1400℃烧结其烧结致密度为理论密度的87%(1600℃时为96.2%)。采用外加微波场作用下制备的粉体具有更小的粒径和高的比表面积,其烧结驱动力要大于热场下Pechini法制备的粉体,能够在相对较低的烧结温度下获得很高的烧结致密度。     

PMMA含量对水系流延IT-SOFC性能的影响

通过向阳极添加单一分散性的球形造孔剂PMMA改善阳极的微观结构,研究不同含量的PMMA对阳极的孔隙率、显微结构、电性能的影响。文中分别制备了造孔剂(PMMA)含量分别为6wt.%、8wt.%、10wt.%和12wt.%四种阳极材料的单电池,通过测试阳极还原前的开口气孔率分别为17vol.%,22.4vol.%,30.6vol.%和42.1vol.%;单电池的最大功率密度分别为0.66W/cm2、0.78W/cm2、1.15W/cm2和1.01W/cm2;极化电阻分别为1.12Ω.cm2、1.03Ω.cm2、0.88Ω.cm2和1.02Ω.cm2。实验结果表明:以单一分散性的球形PMMA为SOFC阳极材料的造孔剂,其最佳添加量为10wt.%,所制备的单电池可以获得最佳的电化学性能,即以3%H2O+H2为燃料气,750℃下,单电池的开路电压(OCV)为1.01V,最大功率密度为1.15W/cm2,极化电阻为0.88Ω.cm2。     

YSZ修饰的花瓣状氧化镍粉体的制备及其电性能表征

采用均匀沉淀法制备了花瓣状NiO粉体,对该花瓣状NiO进行YSZ(Y2O3稳定的ZrO2)修饰,以提高花瓣状NiO粉体的耐高温性,进而构建纳微结构的阳极。采用离子浸渍法制备了YSZ修饰的花瓣状NiO粉体(NiO-YSZ粉体),通过热重--差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜等分析手段对该粉体的热性能、物相、微观形貌、晶粒大小等进行了表征。分别采用商业NiO(颗粒状)粉体和自制花瓣状NiO-YSZ粉体制备了电解质支撑型单电池的阳极,该单电池的组成为NiO+8YSZ‖8YSZ‖LSM+8YSZ,并测试了其电化学性能。结果表明:采用花瓣状NiO-YSZ粉体制备的阳极单电池在操作温度为在750、800和850℃下最大功率密度分别为0.094、0.151和0.376W/cm2,且相对应的电极极化阻抗分别为2.496、1.589和0.814Ω·cm2;而采用商业NiO制备的阳极的单电池在操作温度为在750、800和850℃下的最大功率密度分别为0.024、0.072和0.149W/cm2,且相对应的电极极化阻抗分别为4.265、2.306和1.688Ω·cm2。     

高孔隙率YSZ-高致密YSZ薄膜共烧复合体的制备

在中温固体氧化物燃料单电池制备过程中,用聚乙烯吡咯烷酮包裹改性的石墨粉体为造孔剂,以8%(摩尔分数)Y2O3稳定的ZrO2(8%in mole yttria stabilized zirconin,YSZ)粉体+石墨造孔剂为支撑层原料,与自制的水系流延YSZ电解质薄膜一起共压,制备了YSZ+石墨-YSZ薄膜复合体,在1...     

静电纺丝法制备中温固体氧化物燃料电池阴极用纳米La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.4)Fe_(0.6)O_3纤维

采用静电纺丝技术和溶胶–凝胶法制备了聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)/La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3(LSCF)复合纳米纤维,经过不同温度煅烧处理,获得了具有单晶结构的LSCF纳米纤维,并对纤维样品的煅烧过程、形貌、物相、结构以及电性能进行了表征。结果表明:PVP/LSCF复合纳米纤维中的水分和有机物在达到560℃前已经完全挥发和分解。经煅烧处理,可获得具有斜方六面体结构LSCF。经800℃煅烧后的LSCF纳米纤维的直径主要分布在130～240nm;以LSCF纳米纤维为阴极制备的单电池在750℃工作温度下,其最大功率密度为1.18W/cm2。与用传统溶胶–凝胶法在相同条件下制得的LSCF粉体相比,其单电池的电流–电压–功率性能有显著提高。