中温固体氧化物燃料电池PrBa0.5Sr0.5Co2O5+δ-Ce0.9Gd0.1O1.95复合阴极的性能研究

采用固相法制备PrBa0.5Sr0.5Co2O5+δ(PBSC)中温固体氧化物燃料电池阴极材料.研究结果表明:PrBa0.5Sr0.5Co2O5+δ为正交钙钛矿结构.交流阻抗谱的测试结果表明,PBSC-40%GDC电极在800℃时的极化电阻为0.039Ω.cm2.以电解质为支撑体的单电池在800℃时的功率密度达到645 mW.cm-2.     

PrBaCoCuO5+δ阴极材料在固体氧化物燃料电池中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了PrBaCoCuO_(5+δ)(PBCC)阴极.PBCC样品经1 000℃烧结10 h后已成纯相,为正交钙钛矿结构.其电导率经历了半导体到金属导电机制的转变.当测试温度为350℃时,电导率达到了最大值152 S·cm~(-1).当测试温度为700℃、750℃、800℃和850℃时,PBCC阴极的界面极化阻抗分别为0.197、0.101、0.056和0.032Ω·cm~2.其单电池的功率密度在850℃时为421 mW·cm~(-2).     

Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)阴极材料制备与性能表征

凝胶浇注法制备了阴极材料Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ),并对Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)材料的性能进行分析。制备的Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)为钙钛矿相,其颗粒粒度小,并且尺寸均匀。将粉末在1000℃下烧结,所得烧结体的孔隙率为29.86%。在500~800℃温度范围内测试,测试温度升高,电导率降低,在500℃时电导率最大为38.2 S/cm。阴极Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)与电解质Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)做成阴极对称单电池,在800℃时测得欧姆阻抗和界面阻抗分别为1.92Ω·cm~(-2)和0.17Ω·cm~(-2),阴极BSCF与电解质SDC的化学相容性好。     

高性能H-SOFC质子阻塞复合阴极材料PBSF-SDC

采用EDTA-柠檬酸络合法制备了新型的无钴钙钛矿氧化物Pr_(0.5)Ba_(0.25)Sr_(0.25)FeO_(3-δ)(PBSF),XRD分析表明PBSF为立方钙钛矿结构,同时与Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)和BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3-δ)(BZCY)在1 000℃时具有良好的化学相容性。PBSF的热膨胀系数为15.2×10~(-6) K~(-1),明显低于Co基钙钛矿材料。以PBSF-SDC为阴极、NiO-BZCY为阳极、BZCY为电解质的单电池在750℃时最大功率密度为(865±38) mW/cm~2,极化电阻为0.092Ω·cm~2。结果表明,PBSC-SDC质子阻塞型复合阴极在H-SOFCs中具有潜在的应用前景。     

界面层对LaBaCo_2O_(5+δ)阴极电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)阴极LaBaCo_2O_(5+δ)(LBCO)和电解质yttria-stabilized zirconia(YSZ)界面之间制备与电解质同质的过渡界面层。利用X线衍射仪(XRD)研究物质的晶体结构和化学相容性,通过扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗谱法和循环伏安法分别对试样的微观结构和电化学性能进行了研究。实验结果表明:过渡界面层使电解质表面形成"岛状"列阵结构;在800℃时,未引入和引入YSZ过渡界面层LBCO阴极的比表面电阻从0.354Ω·cm~2降低到0.215Ω·cm~2,下降了约39.3%。过渡界面层的引入使阴极的比表面电阻和极化过电位均降低,表现出更好的电化学性能。     

中温固体氧化物燃料电池NdBa0.5Sr0.5Co2O5+δ-GDC复合阴极材料的性能研究

制备了复合阴极材料NdBa0.5Sr0.5Co2O5+δ-40%Ce0.9Gd0.1O1.95(NBSC-40%GDC).NBSC-40%GDC的平均热膨胀系数(TEC)为16.0×10-6K-1,其在700℃时极化电阻仅为0.134Ω.cm2.进行了以电解质为支撑体的单电池(NBSC-40%GDC/LSGM/NiO-GDC)的性能测试,在800℃时,功率密度达到382 mW.cm-2.     

轻、重离子辐照烧绿石Lu_2Ti_2O_7导致的非晶结构变化

采用标准固相反应烧结法制备烧绿石结构的Lu_2Ti_2O_7.在室温下,用800keV Kr~(2+)和200keV He~+进行辐照.辐照后的样品采用掠入式X射线衍射(GIXRD)表征.结果表明:用800keV Kr~(2+)辐照样品时,辐照剂量达到2×10~(14)cm~(-2)(相应dpa(displacement per atom)为0.4)时,样品出现非晶化转变,并且随着辐照剂量的增加,非晶化转变量不断增加,增加至一定值后不再变化,未出现完全的非晶化转变;用200keV He~+进行辐照时,即使辐照剂量增加至2×10~(17)cm~(-2)(dpa为1.25),样品也没有出现非晶化转变.通过分子动力学模拟对结果进行分析后发现:重离子辐照时,样品在较小范围内产生较多的缺陷,且电子能损较低,样品温度增幅较小,缺陷复合率低,易导致非晶化转变;而轻离子辐照时结果相反.     

Pr_(0.6)Sr_(0.4)CoO_(3-δ)-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合阴极材料的性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备Pr_(0.6)Sr_(0.4)CoO_(3-δ)-xCe_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(PSC-xSDC,10%≤x≤40%)复合阴极材料,研究PSC-xSDC的电性能、电化学性能、热膨胀性能。结果表明:PSC、SDC之间的化学相容性良好。PSC-xSDC复合阴极材料的电导率在600～800℃中温范围内均远高于100 S/cm,PSC-xSDC中SDC最佳复合量为30%,1 000℃煅烧的PSC-30%SDC复合阴极材料与电解质接触良好,在750℃测得的界面极化电阻为0.054Ω·cm~2。PSC与SDC复合适当降低了阴极材料的热膨胀系数,PSC-30%SDC的热膨胀系数为16.77×10~(-6 ) K~(-1)。     

Nd掺杂Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15陶瓷的电性能

Nd等价取代Bi_4Ti_3O_(12)-SrBi_4Ti_4O_(15)的A位,形成SrBi_(8-x)Nd_xTi_7O_(27)(x=0.00～1.50)共生陶瓷.结果表明:Nd掺杂未改变晶体的共生结构,样品剩余极化(2P_r)在掺杂量x=0.50时取得极大值,为32.3×10~(-2) C·m~(-2),比未掺杂时增加了70%,而矫顽场则从未掺杂时的90.5×10~5 V·m~(-1)上升为103×10~5 V·m~(-1).Nd掺杂使得样品的居里温度(t_C)有所下降,x=0.50时的t_C为538℃.掺杂使得样品的压电性能明显改善,压电系数d_(33)从未掺杂时的6 pC·N~(-1)增加到x=0.50时的11 pC·N~(-1).     

多孔陶瓷基锂离子吸附剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在不同条件下制备Li_4Ti_5O_(12),通过XRD分析寻找出制备Li_4Ti_5O_(12)的理想条件.将高岭土、滑石粉、氧化铝和碳粉制备的多孔陶瓷在前驱体溶胶中进行浸渍负载,经干燥、煅烧制备得到多孔陶瓷基Li_4Ti_5O_(12),进行酸改性得到锂离子吸附剂,测定其对Li~+的吸附容量.实验结果表明,在一定范围内提高煅烧温度和增加保温时间有利于Li_4Ti_5O_(12)的生成,在750~800℃下保温5~8h得到的产品结晶度好、晶相纯度高.洗脱率和吸附容量随着煅烧温度和保温时间的增加而增加,在800℃下保温5h得到的样品经过酸洗后洗脱率为51.7%,对Li~+的吸附容量为12.2mg Li+/g Li_4Ti_5O_(12).     

复合电解质Ti_(0.95)Al_(0.05)P_2O_7/NaPO_3/NaTi_2(PO_4)_3的中温电性能研究

本文以H_3PO_4、Ti O_2、Al_2O_3和草酸钠为原料,合成了复合电解质Ti_(0.95)Al_(0.05)P_2O_7/Na PO_3/Na Ti_2(PO_4)_3。采用XRD对复合电解质的结构进行了表征。研究了其在400-800℃范围内的电导率,并以Ti_(0.95)Al_(0.05)P_2O_7/Na PO_3/Na Ti_2(PO_4)_3为电解质隔膜组装了H_2/O_2燃料电池。XRD结果表明反应物经过充分反应,形成了三元复合电解质。800℃时,Ti_(0.95)Al_(0.05)P_2O_7/NaPO_3/Na Ti_2(PO_4)_3有最高电导率6.0×10~(-2)S·cm~(-1)。800℃时开路条件下复合电解质的极化电阻值为0.23Ω·cm~2,燃料电池最大功率密度为90.6 m W·cm~(-2)。     

计算无机含氧酸强度的新经验公式

建立一个新的计算无机含氧酸强度的经验公式: PK_m=(2.885-α)exp(△δ)-5(N-Q)+(4+α)(m-L)或Q=[PK_m-(2.885-α)exp(△δ)-(4+α)(m-L)]/5+N此式计算结果较理想,与实验值偏差小。     

高稳定微管中温质子导电燃料电池的电化学性能研究

采用相转化方法,以质子导体BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.1)Yb_(0.1)O_(3-δ)(BZCYYb)材料为电解质,制备了阳极支撑微管Ni-BZCYYb|BZCYYb|La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-δ)中温固体氧化物燃料电池。阳极、电解质和阴极的厚度分别为200μm、12μm和10μm。以加湿(3 vol.%H_2O,30 sccm)氢气为燃料,空气为氧化剂进行电化学阻抗谱测试,电池在750℃、700℃、650℃和600℃的峰值功率密度分别为1.070 W/cm~2、0.976 W/cm~2、0.815 W/cm~2和0.700 W/cm~2。在750～600℃进行交流阻抗谱测试,Ni-BZCYYb阳极和LSCF阴极的浓度极化值仅为0.014～0.02Ω·cm~2。BZCYYb电解质致密、无裂纹,电极具有非对称海绵状微孔,非常有利于形成三相界面,进而加速质子输运及反应。     

红格钒钛磁铁矿氧化物相转变及非等温氧化动力学

在对红格钒钛磁铁矿基础特性研究基础上,探讨了其球团氧化过程物相的存在形式和转变过程,并通过热分析法研究了红格矿非等温氧化动力学.结果表明:红格钒钛磁铁矿属于高铬型钒钛磁铁矿,Cr_2O_3的质量分数为1.48%,连晶强度为625 N;主要物相组成为磁铁矿、钛磁铁矿、钒磁铁矿、铬铁矿;温度低于300℃时其氧化速率缓慢;球团氧化过程有价组元物相迁移变化历程为:Fe_3O_4→Fe_2O_3;Fe_2VO_4→(Cr_(0.15)V_(0.85))_2O_3;Fe_(2.75)Ti_(0.25)O_4→FeTiO_3→Fe_9TiO_(15);FeCr_2O_4→(Fe_(0.6)Cr_(0.4))_2O_4,Fe_(0.7)Cr_(1.3)O_3,(Cr_(0.15)V_(0.85))_2O_3.红格矿非等温氧化动力学研究表明:当升温速率为10℃/min时,温度在220~380℃,380~500℃和500~800℃时,反应活化能分别为47.02,14.95和30.36 kJ·mol~(-1).     

改性凹凸棒土制备4A分子筛及其吸附严寒村镇高氨氮水源水性能

以江苏盱眙凹凸棒原土为原料,采用静水沉降-离心分离法对其提纯,探索提纯土中降低铁含量、提供最大硅源的改性方式,采用碱溶-水热晶化工艺,调整n(Na_2O)∶n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)∶n(H_2O)的配比、晶化温度、晶化时间的因素参数,以X-ray diffraction(XRD)表征、结晶度、产出率与NH+4离子交换容量为指标分析4A分子筛的制备条件;考察其吸附NH+4性能.结果表明,PA基于3mol/L HCl酸浸除铁-800℃煅烧活化-5mol/L Na OH碱溶处理,滤液添加铝源后水热晶化可合成高结晶度-产出率的4A分子筛ACAPA-4AMS,当n(Na_2O)∶n(SiO_2)=2.1,n(H_2O)∶n(Na_2O)=60,n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)=1.5,在90℃晶化8h时,NH+4交换容量最高,为159mmol/100g,符合工业标准.5℃ACAPA-4AMS饱和吸附量68.04mg/g,吸附符合Freundlich方程且为吸热过程,但温度对低浓度(5mg/L)NH+4-N的去除率影响不大.该研究为凹凸棒土在严寒村镇高氨氮水源水的应用提供理论基础.     

柠檬酸-硝酸盐燃烧法合成Lu~(3+)和Gd~(3+)共掺杂CeO_2及其复合电解质的中温电性能

本文以柠檬酸-硝酸盐燃烧法合成Lu~(3+)和Gd~(3+)共掺杂CeO_2,再与二元硫酸盐制备复合电解质Ce_(0.8)Gd_(0.1)Lu_(0.1)O_(2-α)-KLiSO_4。采用X射线衍射技术测定单一Ce_(0.8)Gd_(0.1)Lu_(0.1)O_(2-α)和复合Ce_(0.8)Gd_(0.1)Lu_(0.1)O_(2-α)-KLiSO_4电解质的晶体结构。用交流阻抗法测定复合电解质在500–800℃范围内的中温电性能。结果表明,900°C下烧结5h后,形成了Lu~(3+)和Gd~(3+)共掺杂二氧化铈单一电解质。适当的二元硫酸盐的加入有助于复合电解质的烧结致密化。在500–800℃测试范围内,Ce_(0.8)Gd_(0.1)Lu_(0.1)O_(2-α)-KLiSO_4的电导率提高了两个数量级,800℃时,电导率达到4.1×10~(-3)S.cm~(-1)。     

微正压、流动氩气下碳热还原法制备碳氧化铝的研究

研究了1 300～1 500℃、微正压+15 kPa、0.1 L/min流动氩气下,碳热还原法制备碳氧化铝.结果表明,以α-氧化铝和石墨为原料,1 400℃时开始生成Al_4O_4C,1 500℃时Al_4O_4C的含量反而降低,合成温度升高可能导致Al_4O_4C分解;以α-氧化铝、铝和石墨为原料,1 300℃时开始生成Al_4O_4C,Al粉的添加显著降低了Al_4O_4C的形成温度.1 500℃、60 min时,配比为n(α-Al_2O_3):n(Al):n(C)=4:4:3,Al_2O_3几乎完全反应,以Al_4O_4C为主要相,存在少量Al_4C_3;配比达到n(α-Al_2O_3):n(Al):n(C)=1:4:3时,Al_4O_4C消失,以Al_4C_3为主;原料中Al配比升高,Al_2O_3配比降低,产物中Al_4C_3含量增加.制备碳氧化铝的最佳条件是原料配比为n(α-Al_2O_3):n(Al):n(C)=4:4:3,合成温度1 500℃,保温时间90 min时,Al_4C_3消失,形成了含少量Al_2O_3的Al_4O_4C材料.不同原料配比下形成的碳氧化铝均以Al_4O_4C为主,未发现Al_2OC.     

关于(Ⅱ)_(l=0)类方程极限环的集中分布

本文继[1]对系统dx/dt=δx-y+mxy-y~2dy/dt=x+ax+2 a<0(1)的极限环的集中分布问题进行讨论,得到的结果是:在条件0<1/a-a相似文献   

(C_3H_5N_2)_2Na_8[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))_2]·33H_2O的合成及晶体结构

在pH=5.5和80℃下,Na_2WO_4.2H_2O,NaAsO_2.6H_2O,Co(NO_3)_2.6H_2O和咪唑的水溶液反应,得到了高产率的夹层型杂多酸盐(C_3H_5N_2)_2Na_8[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))_2].33H_2O单晶,用X射线单晶衍射法及元素分析确定了其结构.结果表明:该晶体属四方晶系,空间群P-421m,a=1.7191(10),c=1.6376(13)nm,V=4.840(5)nm3,Z=2,R1=0.0484,wR2=0.0714(I>2σ),杂多阴离子[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))2]10-具有C2ν对称性,Co2+的配位数均为5.讨论了(CHN)Na[{Co(HO)}WO(HO)(AsWO)].33HO的形成条件.     

Ce_(1-x)Dy_xO_(2-δ)固体电解质的合成及其性能研究

采用溶胶-凝胶法合成Ce1-xDyxO2-δ(x=0.05~0.50)固溶体,通过X射线衍射、拉曼光谱、原子力显微镜对样品进行结构表征,利用交流阻抗谱测试其电性能.结果表明:掺入Dy3+可提高Ce1-xDyxO2-δ的电导率,其中Ce0.9Dy0.1O2-δ的电导率最高,活化能最小,600℃时的电导率为5.50×10-3S.cm-1,活化能为0.85 eV,比纯CeO2的电导率提高了3个数量级.