形貌对ZnS微纳结构电化学电极特性影响及机制分析

在低能耗条件下以水热法实现了对ZnS材料的形貌调控,通过扫描电子显微镜及透射电子显微镜表征证明了所获得的ZnS材料为纳米颗粒、微米块和毛线球三种形貌。X射线衍射结果表明ZnS纳米颗粒及ZnS微米块为闪锌矿结构,ZnS毛线球为纤锌矿结构。以三种形貌的ZnS材料分别构建了电化学电极,以循环伏安法和交流阻抗谱对ZnS基电极的电化学特性进行了表征。结果表明,毛线球形貌的ZnS材料较大的比表面积使得以其构建的电极中电子传导速率最快,电化学特性最为优异。     

双钙钛矿Sr2CoFeO5+δ阴极材料的制备及其中温固体氧化物燃料电池性能研究(英文)

随着操作温度降低,中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)需要更高催化活性的阴极材料来提升电池性能。为此,本研究采用溶胶-凝胶法合成了双钙钛矿Sr₂CoFeO_5+δ(SCF)阴极材料,并探讨了SCF阴极与摩尔分数20%Sm₂O₃掺杂的CeO₂(SDC)进行不同比例的复合对电极性能的影响,优化了电极的化学膨胀和面积比电阻(ASR),进而提升了SOFC单电池的电化学性能。结果表明,SCF作为SOFC阴极,经950℃退火10 h后与普通电解质具有良好的化学相容性;其中,SCF与SDC按照质量比1:1复合的样品可以将纯SCF样品的平均热膨胀系数(TEC)从2.44×10^-5 K^-1显著降到15.4×10^-5 K^-1。此外,SCF-xSDC(x=20,30,40,50,x为SDC的质量分数)复合阴极的ASR在800℃下分别低至0.036、0.034、0.028和0.092Ω·cm²     

过渡金属二硫化物拉曼散射在免疫检测中的应用

为了利用可见光激发下半导体拉曼散射信号实现生物检测,以窄带隙的MoS_2材料构建了拉曼免疫标记探针,用于实现对人IgG分子的高特异性识别。首先,运用液相剥离法分别获得了MoS_2和WS_2微米材料,以加热陈化处理分析了温度对532nm激发下样品拉曼散射信号强度的影响。之后借助3-巯基丙酸修饰向MoS_2材料表面引入羧基,进而获得了可用于免疫检测的拉曼探针。最后,以"抗体-待测物-抗体"的三层结构分析了基于MoS_2拉曼散射的免疫检测性能。实验发现适当温度下加热陈化处理可增强过渡金属二硫化物的拉曼散射强度(70℃下最优)。多组对照实验结果表明,免疫检测生物芯片的拉曼信号强度随人IgG浓度的升高而升高,最终趋于饱和,最低浓度的检测限达到1fM,实现了可见光激发下利用半导体拉曼散射信号对目标分子的高灵敏度、高特异性免疫检测。     

铋离子掺杂固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种可以将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置,具有燃料选择灵活、效率高、环境友好等优点。基于SOFC运行成本和长期稳定性的要求,降低工作温度已成为当前研究的热点。传统阴极较低的催化活性制约了SOFC的技术发展,因此开发具有良好催化性能的阴极材料至关重要。大量的研究表明,铋离子的掺杂能够有效提高材料的电导率和氧催化活性。从铋离子掺杂的角度出发,综述了铋离子掺杂对阴极材料的制备、结构、电导率和电化学性能的影响,并对掺铋SOFC阴极材料未来的发展趋势进行了展望。     

无Co双钙钛矿结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料SmBaFeNiO5+δ及其性能优化

用溶胶–凝胶法合成了无Co的双钙钛矿SmBaFeNiO_5+δ(SBFN)阴极材料,并引入Sm_0.2Ce_0.8O_1.9 (SDC)电解质材料制备复合阴极,降低热膨胀系数和优化性能。研究表明:SBFN在30~900℃的平均热膨胀系数为14.1×10^-6 K^-1,SBFN–SDC15 (质量比为85:15)复合阴极的平均热膨胀系数降为12.0×10^-6 K^-1。SBFN在425℃时电导率具有最大值,为48 S/cm。700℃时SBFN|SDC|SBFN对称电池的界面极化阻抗(Rp)为0.386Ω·cm²。在SBFN中引入SDC可以改善其电化学性能,SBFN–SDC10 (质量比为90:10)复合阴极具有最低的Rp,为0.224Ω·cm²。800℃时,以SBFN和SBFN–SDC10为阴极的单电池,最大功率密度分别为367.6 m W/cm²和507.8 m W/cm²。     

钼酸盐基钙钛矿作为固体氧化物燃料电池阳极材料的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种能量转换装置,因其清洁高效的工作方式,受到了社会各界的广泛关注和重视。阳极是SOFC的重要组成部分,寻找具有良好燃料催化活性的阳极材料是SOFC领域材料研究的重点工作。近年来,钼酸盐基钙钛矿材料作为SOFC阳极,在中低温区显示了优异的电导率和电化学性能,受到了国内外众多课题组的广泛关注。综述了钼酸盐基钙钛矿作为SOFC阳极的研究进展,从理论和实验的角度总结了不同掺杂情况对材料性能的影响,为今后材料的相关研究提供指导性的意见。     

镍掺杂铁酸镨作为对称固体氧化物燃料电池电极的性能

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的能量转化装置。SOFC具有高效、产物清洁污染小和噪声低等优点，因此成为近年来国内外研究的热点。混合电子–离子导体的钙钛矿型SOFC电极材料被广泛研究。采用固相法在空气中合成了具有正交钙钛矿结构的Pr Fe_0.7Ni_0.3O_3–δ(PFN)。结果表明：PFN在800℃时，在空气和H₂条件下最大电导率分别为46.500 S/cm和0.007 S/cm，在空气气氛条件下的界面极化阻抗为0.08Ω?cm²，在H₂气氛条件下阻抗为0.24Ω?cm²，在乙醇气氛条件下的阻抗为1.52Ω?cm²;PFN/La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3–δ(LSGM)/PFN对称电池在800℃时，氢气气氛条件下的最大功率密度为475 m W/cm...