新型钙钛矿结构复合氧化物材料的电导性能

研究了几种钙钛矿结构以及类钙钛矿结构材料的电导性能.实验表明,La0.8Sr0.2MnO3,La0.8Sr0.2Ni0.1Mn0.9O3,La0.8Sr0.2Ce0.1Mn0.9O3和SrFe0.5Co0.5O3电导率相差不大,均为10-1S·cm-1数量级;高温熔盐中耐侵蚀性能优良的LaLiMnOy和LaLi0.5MnOy电导率差别很大,前者电导率大于1 S·cm-1,达到了MCFC阴极对材料电导性能要求,而后者仅为10-2S·cm-1数量级.高达0.191eV的电导激活能可能是LaLi0.5MnOy电导率过低的原因.     

固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxFe1-yMnyO3-δ的合成与性能表征

固体氧化物燃料电池技术提供清洁、高效的发电方式。La1-xSrxFe1-yMnyO3-δ(LSFM)钙钛矿作为中温固体氧化物阴极材料受到人们的关注。本文用柠檬酸盐法合成了La1-xSrxFe1-yMnyO3-δ(x=0.1,0.2,0.3,0.4;y=0.1,0.2,0.3)钙钛矿阴极材料。使用同步热分析仪(TG/DTA)研究了钙钛矿结构的形成历程。XRD衍射结果证明单一钙钛矿相的最佳形成温度是800℃。采用直流四探针法测试了样品的电导率,其中La0.6Sr0.4Fe0.9Mn0.1O3-δ显示了最高值。用碘量法测量了LS-FM中的非化学计量氧值。随着Sr与Fe的增加,非化学计量氧值增大。通过XRD与SEM分析,La0.6Sr0.4Fe0.9Mn0.1O3-δ与La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ之间显示出较好的化学和热相容性。结果表明LSFM有望作为中温固体氧化物燃料电池的阴极材料。     

固体氧化物燃料电池阴极材料La1-x Srx Fe1-y Mny O3-δ的合成与性能表征

固体氧化物燃料电池技术提供清洁、高效的发电方式。La1-x Srx Fe1-y MnyO3-δ（LSFM）钙钛矿作为中温固体氧化物阴极材料受到人们的关注。本文用柠檬酸盐法合成了La1-x SrX Fe1-y Mny O3-δ（x=0.1，0.2，0.3，0.4；y=0．1，0.2，0．3）钙钛矿阴极材料。使用同步热分析仪（TG／DTA）研究了钙钛矿结构的形成历程。XRD衍射结果证明单一钙钛矿相的最佳形成温度是800℃。采用直流四探针法测试了样品的电导率，其中La0.6 Sr0.4 Fe0.9 Mn0．1O3-δ。显示了最高值。用碘量法测量了LS-FM中的非化学计量氧值。随着sr与Fe的增加，非化学计量氧值增大。通过XRD与SEM分析，La0.06 Sr0.4 Fe0.9 Mn0.1O3-δ与La0.9 Sr0.1 Ga0.8 Mg0.2 O3-δ之间显示出较好的化学和热相容性。结果表明LSFM有望作为中温固体氧化物燃料电池的阴极材料。     

Ce0.8Sm0.2O1.9-La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85复合材料的制备与导电性

为研究复合材料氧离子导电体的导电特性,采用化学共沉淀法制备Ce0.8Sm0.2O1.9-La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85纳米复合粉体,并获得复合陶瓷材料.通过X线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料的物相组成与微观结构进行分析,利用交流阻抗测试研究材料的离子导电性.研究结果表明:煅烧复合粉体的平均晶粒尺寸为15 nm;复合材料的导电性均明显高于复合组元的单相材料的导电性;La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85中La2O3过量3％(质量分数)的复合材料体现最好的导电性,在700℃时的导电率为0.106 S/cm.通过交流阻抗谱分析晶粒、晶界特性,探讨复合电解质材料的导电机理.     

(La,Sr)(Co,Fe)O_3与(La,Sr)MnO_3阴极材料的表征与性能

采用氨水沉淀法分别制备La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)与La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)两种阴极材料,并用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和比表面积(BET)对所制备材料的结构、晶粒大小、形貌及比表面积进行表征.结果表明,LSCF和LSM前驱体分别在900℃和1200℃煅烧5h后产物均形成单一正交的钙钛矿结构,但LSCF具有较小的粒径和较大的比表面积.电化学性能测试结果表明,LSCF阴极比LSM阴极的过电位低,且LSCF为阴极单电池的输出功率较高.     

锂离子电池La2O3包覆LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2正极材料的制备

采用液相共沉淀法与高温固相法合成了La2O3包覆Li(Ni1/3 Co1/3 Mn1/3 )O2的锂离子电池正极材料,采用XRD和电化学方法表征了材料的结构与电化学性能.结果表明,在1 000 ℃焙烧10 h制备的Li(Ni1/3 Co1/3 Mn1/3 )O2材料经包覆2%的La2O3后,具有较佳的电化学性能.其0.1 C倍率首次放电容量和首次充放电效率分别为151.2 mAh·g-1 和83 8%,首次循环后的交流阻抗为162.2 Ω,以0.2 C倍率循环20次后的放电容量为140.7 mAh·g-1 .     

聚丙烯酰胺溶胶凝胶法制备LaxSr1-xMO3纳米粉体

用一种新方法-聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成了广泛应用于中温固体氧化物燃料电池关键材料的钙钛矿型纳米粉体:La0.8Sr0.2MnO3(LSM)、La0.8Sr0.2CrO3(LSC)和La0.9Sr0.1Ga0.8Mg 0.2O3(LSGM).用TG-DSC和X射线衍射仪分析了钙钛矿相的形成过程,以TEM 观察了不同纳米粉体的颗粒尺寸及其形貌特征.研究结果表明聚丙烯酰胺溶胶凝胶法为省时、效率高的一种钙钛矿型复合氧化物纳米粉体制备过程,用该方法合成钙钛矿纳米粉体成相温度低,有利于提高纯度,有效降低团聚现象.     

全氟磺酸型质子交换膜在低温常压电化学合成氨中的应用

用Nafion膜作为电解质材料,以NiO-Ce0.8Sm0.2O2-δ(SDC)为阳极和Sm0.5Sr0.5CoO3-δ(SSC)、Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)、LaFe0.7Cu0.1Ni0.2O3-δ(LFCN),La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)、La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)、NiO-Ce0.8Sm0.2O2-δ做阴极材料,银-铂网做集流体组成单电池,在自制的合成氨测试装置中用湿氢气和氮气进行合成氨测试,测试结果表明,该质子交换膜在室温具有较高的质子导电率,在80℃条件下质子导电率最高为2.5×10-3S/cm,合成氨产率均达到10-9mol/(cm2.s)实现了低温常压下合成氨。     

Preparation of three-dimensionally ordered macroporous perovskite materials

In this paper,we use La0.8Sr0.2MnO3 and La0.7Ca0.2Sr0.1MnO3 as examples to demonstrate a preparation method for threedimensionally ordered macroporous(3DOM) perovskite thermochromic materials.Polystyrene spheres with an average diameter of 220 nm were self-assembled into a three-dimensionally ordered colloidal crystal template.A mixed metal nitrate solution prepared using La(NO3) 3·6H2O,Ca(NO3) 2·4H2O,Sr(NO3) 2,Mn(CH3COO) 2·4H2O and an ethanol precursor was used to fill the interstitial voids of the polystyrene colloidal crystal templates.3DOM La0.8Sr0.2MnO3 and La0.7Ca0.2Sr0.1MnO3 materials were then obtained after the sphere templates were removed via drying and calcination.The results show that the framework of the 3DOM materials can have different thicknesses and pore shrinkage rates by varying the filling times.In addition,the Curie temperatures of the 3DOM and bulk La0.8Sr0.2MnO3 materials can be varied by altering the preparation method.     

自蔓延高温合成SOFC阴极材料La0.7Sr0.3MnO3

设计了4类共9个化学反应,采用自蔓延高温合成的方法合成了固体氧化物燃料电池阴极材料La0．7Sr0．3MnO3?B8龇从μ逑捣直鹗牵篖a0．7Sr0．3MnO3?A3琈n粉与氧化剂NaClO4或Ba(ClO4)2在空气中的反应;La2O3,SrC03与Mn粉在氧气中的反应;LaCl3,SrCl2,MnCl2与氧化剂NaO2或Na2O2在空气中的反应;La(NO3)3,Sr(NO)2,Mn粉与C3N6H6在空气中的反应．XRD和I．C．P分析表明：采用SHS法成功合成了菱方晶系(R3C)钙钛矿结构的La0．7Sr0．3MnO3?B7勰渲写蟛糠址从μ逑岛铣刹镂ハ郘a0．7Sr0．3MnO3?A3梅椒芟灾档筒牧现票赋杀荆欣谕贫疭OFC的实用化和产业化进程．     

中温固体氧化物燃料电池双钙钛矿PrBaCo2O5+δ作为潜在阴极的电化学性能研究

通过溶胶-凝胶制备双钙钛矿PrBaCo_2O_(5+δ)(PBCO)中温固体氧化物燃料电池阴极材料,研究结果表明:PrBaCo_2O_(5+δ)为四方结构.在100~850℃内,PBCO样品为金属导电机制.交流阻抗谱的测试结果表明:PrBaCo_2O_(5+δ)电极在800℃时的极化电阻为0.034 8Ω·cm~2.采用La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质为支撑体的单电池在800℃时的功率密度达到558.7 m W/cm2.     

Ba0．5Sr0．5Co0．2Fe0．8O3—δ阴极材料制备与性能表征

采用凝胶浇注法（gelcasting）合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba0.5Sr0．5Co0．2Fe0．8O3-δ粉体。对BSCF粉末和烧结体的性能进行了测试分析。结果表明,制备的试样为单一钙钛矿相,其颗粒尺寸均匀,BSCF阴极材料的电导率随测试温度的升高而降低,其中Ba0．5Sr0．5Co0.2Fe0．8O3-δ在500℃电导率为25．4S／cm。Ba0.5Sr0．5Co0.2Fe0．8O3-δ与SDC的界面阻抗在800℃为0．20Ωm2。     

不同B′(TiFeZn)离子存在条件下对La_(1-x)Sr_xMn_(1-x)B′_xO_3活性的影响

为了更有效地在较低温度下催化氧化消除汽车尾气中的有害气体 CO和烃类 ,根据需要特研制出 3类不同 B′离子 (B′=Ti,Fe,Zn)参与的四元复合氧化物系列 La1 -x Srx Mn1 -x B′x O3 催化剂 ,通过 XRD,ESR等多种波谱技术的表征 ,全面地考察了不同 B′离子同晶取代后引发的作用及其 CO催化氧化活性的影响 .实验结果推出的 La0 .8Sr0 .2 Mn0 .8Zn0 .2 O3复合氧化物催化剂 ,在 1 30℃就已表现出较好的催化氧化性能 ,它的活性启动温度远低于 La0 .8Sr0 .2 Mn O3三元复合氧化物所显示的活性启动温度 .为低温高效催化体系的进一步开发研究提供了理论依据 .     

中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料的性能

利用甘氨酸法合成复合材料La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ-Ce0.8Ca0.2O1.9,该材料作为中温固体氧化物燃料电池的阴极材料被研究,XRD、SEM-EDS、O2-TPD等被用于检测材料的各种性能.得到优化的合成温度是1 100 ℃,在该温度条件下晶粒的平均粒径为400 nm,而且所合成的样品的元素比与所设计的化学计量比吻合.LSCF70-CDC的电导率在700℃温度下最高.氧的解吸结果表明结构中存在着几种不同类型的氧.     

(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-x(Bi_(0.1)La_(0.9))FeO_3无铅压电陶瓷的微结构与电学性能的研究

采用传统固相法制备了新型(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-x(B i0.1La0.9)FeO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、压电和介电性能.研究结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯的钙钛矿固溶体.压电性能随x的增加先增加后减少,在x=0.005时压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=149pC/N,kp=0.270).     

La1-xKxCo1-yMnyO3钙钛矿型催化剂同时去除 PM 和 NOx的研究

为探究K和Mn同时取代对钙钛矿型催化剂催化去除PM和NOx性能的影响,采用络合燃烧法制备了一系列La1-xKxCoO3和La0.8K0.2Co1-yMnyO3钙钛矿型催化剂样品,并进行了TPO活性评价及XRD、FT—IR表征测试．结果表明,K和Mn同时取代后均能形成钙钛矿结构,B位离子以高价形式存在,La0.8K0.2Co1-yMnyO3的催化活性得到明显提高．其中La0.8K0.2Co0.7Mn0.3O3具有较好催化活性,PM的起燃温度和最大燃烧速率温度分别为273℃和350℃,NO的最大转化率约为96％．     

基于陶瓷电极的质子交换膜在低温常压合成氨中的应用

以多孔性Ni—La0.9Ba0.1Ga0.8Mg0.2O（3-α）为阳极,多孔性Sm0.2Ce0.8O2为阴极,基于质子离子液体（PIL）的质子交换膜为电解质,组装成单电池。用交流阻抗法测定质子交换膜在氢气气氛中30-110℃的电导率,最高电导率出现在90℃,为1.4×10^3 S cm^1。用该单电池进行常压合成氨,最佳条件下（温度为90℃,电流为1.4 mA）的氨产率为3.5×10^-9mol s^-1cm^-2。     

熔融盐法合成球形锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2

采用热分析法对不同组成的LiOH-LiNO3二元体系进行研究,绘制了具有最低共熔点的该二元体系T-x相图,该体系的最低共熔点为175.7℃.利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与前驱体球形Ni0.8Co0.2(OH)2混合烧结制备出了球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2.探讨了Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响.X射线衍射分析表明合成的材料具有规整的层状NaFeO2结构,SEM表明所得材料为球形.充放电测试表明在3.0~4.3的电压范围内,首次放电比容量可达170 mAh.g-1,充放电效率为95.5%.结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的LiNi0.8Co0.2O2正极材料.     

Multiferroic and magnetoelectric properties of La0.1Ba0.9Fe12O19 ceramics

La0.1Ba0.9Fe12O19 powders with similar hexagonal crystal structure to Ba Fe12O19 have been successfully synthesized using polymer precursor method. The powders were suppressed into pellets, which were sintered into ceramics at 1,300 °C for 1 h. The structure and morphology of the ceramics have been determined by X-ray diffraction（XRD） and field emission scanning electron microscopy（FESEM）. Clear electric hysteresis loops upon different amplitude of external fields indicates that La0.1Ba0.9Fe12O19 is a kind of possible ferroelectric compound. The maximum remnant polarization of La0.1Ba0.9Fe12O19 ceramic is estimated to be ＊9.6 l C/cm2. The Fe O6 octahedron in its perovskite-like hexagonal unit cell as well as the shift of Fe3？off the center of octahedron are proposed to be the origin of electric polarization in La0.1Ba0.9Fe12O19. Simultaneous occurrence of large ferroelectricity and strong ferromagnetism has been observed in La0.1Ba0.9Fe12O19 ceramics. More interestingly, this compound demonstrates electronic polarization behavior being actuated by an applied magnetic field, indicating the existence of magnetoelectric（ME） coupling effect in the La0.1Ba0.9Fe12O19 ceramics. Our results may lead to new device applications such as magnetically recorded ferroelectric memory.