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.     

Cu掺杂La0.5Ba0.5CoO3-δ阴极材料动力学性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿结构La_0.5Ba_0.5Co_1-xCu_xO_3-δ(LBCC_-x,0≤x≤0.4)氧化物,系统地研究了Cu部分取代Co对LBCC_-x阴极材料的晶体结构、电导率和电化学性能的影响.研究结果表明：Cu掺杂La_0.5Ba_0.5CoO_3-δ增加了晶格体积和氧空位浓度,降低了电极材料的电导率.Cu部分替代Co有效改善了LBCC_-x阴极材料的电化学性能.当温度为750℃时极化阻抗为0.043Ω·cm^-2,La_0.5Ba_0.5Co_0.7Cu_0.3O_3-δ,(LBCC₃)表现出最优的氧还原反应活性.弛豫时间分布(DRT)分析表明,气体扩散是LBCC_-x阴极材料电催化...     

Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ-Ag复合阴极材料的性能研究

为发展中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的阴极材料,用柠檬酸络合法合成了Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)粉体,并在BSCF中加入一定量的金属Ag作为SOFC的阴极材料.高温电阻测试表明复合阴极材料(BSCF-Ag)比纯BSCF材料具有较高的电导率.同时用交流阻抗法研究了BSCF-Ag复合阴极材料的性能,实验结果表明BSCF-Ag复合阴极材料的极化电阻明显小于纯BSCF,在750℃BSCF的极化电阻为0.41Ω.cm2,而BSCF-Ag的电阻仅为0.12Ω.cm2,约为BSCF的1/4.这标志着参杂Ag的BSCF阴极材料的性能明显优于纯BSCF材料.     

过量Na+对(K0.5Na0.5)NbO3-LiNbO3无铅压电陶瓷相组成及结构的影响

通过固相反应法预合成0.94(K0.5Na0.5)NbO3-0.06LiNbO3(KNLN6)无铅压电陶瓷粉体。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对KNLN6试样进行性能表征。结果表明:按化学计量配比合成的KNLN6粉体中含有K3Li2Nb5O15(KLN)第二相;Na2CO3摩尔分数过量5%时,可有效地消除第二相KLN,从而获得单一钙钛矿结构的KNLN6粉体,同时,粉体的预烧温度降低了50℃;在1070℃下烧结2 h制备的Na2CO3过量5%的无铅压电陶瓷中,KNLN6晶体具有A位无序的单一正交钙钛矿结构,晶粒呈立方体状,平均尺寸约为10μm。     

Ce0.8Sm0.2O1.9中间层对La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ阳极电化学性能的影响

通过固相反应法合成La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)以及Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)粉体。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱法、循环伏安法和热膨胀法分别对试样的晶体结构、化学相容性、微观结构、电化学性能和热膨胀系数进行了研究。结果表明:LSCM阳极与SDC之间具有良好的化学相容性;含有SDC中间层的LSCM阳极显示出更小的比表面电阻和极化过电位;在800℃H2气氛下,含有SDC中间层的LSCM阳极的比表面电阻为0.76Ω.cm2,与单层LSCM阳极相比下降了72.1%,阳极极化过电位(电流密度为0.05A/cm2)下降了70.4%;SDC中间层的加入会导致热膨胀不匹配率的略微增大。     

Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2固体酸催化剂上乙酸与烯烃的酯化和叔戊烯与甲醇的醚化

以硅胶为载体,制备了负载型的Cs2.5H0.5PW12O40催化剂,将该催化剂用于乙酸与1-丁烯的酯化反应和叔戊烯与甲醇的醚化反应,考察了其活性组分负载量、载体硅胶性质和焙烧温度对催化剂性能的影响. 研究了催化剂用量、反应温度、反应压力、n(1-丁烯)/n(乙酸)、反应时间等反应条件对酯化反应中乙酸转化率的影响. 与其他类型催化剂的醚化活性进行了对比,并进行了Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂的醚化稳定性实验. 结果表明,以低钠硅胶为载体,在活性组分负载量为40%,焙烧温度为300～400 ℃时制备的Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂具有较高的催化活性. 随着负载量增大,催化剂孔径、孔容和比表面积减小,而催化活性先增加后减小. 在反应温度120 ℃、压力1.5 Mpa、n(1-丁烯)/n(乙酸)比3.0、催化剂用量4%、反应时间7 h的条件下进行酯化反应,乙酸的转化率为87.36%. 在反应温度80 ℃、压力1.0 Mpa、n(甲醇)/n(叔戊烯)比1.1、LHSV为1 h-1的条件下进行醚化反应,叔戊烯的转化率为68.57%. 制备的新型Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂对于乙酸与1-丁烯的直接酯化反应和叔戊烯与甲醇的醚化反应具有良好的活性与选择性,催化剂寿命长. 因此,Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2是一种理想的乙酸与烯烃直接酯化和叔戊烯与甲醇醚化反应的催化剂.     

全钙钛矿La0.5Sr0.5CoO3/PbZr0.53Ti0.47O3/La0.5Sr0.5CoO3异质结的结构与性能

应用射频磁控溅射法在SrTiO3(STO)基片上制备了全钙钛矿结构La0.5Sr0.5CoO3/PbZr0.53Ti0.47O3/ La0.5Sr0.5CoO3(LSCO/PZT/LSCO)电容器异质结,并进行了结构和性能的表征.X射线衍射(XRD)的研究表明,LSCO/PZT/LSCO异质结在SrTiO3(STO)基片上为外延生长.对该电容器铁电性能的研究发现,在5 V驱动电压下,电滞回线饱和趋势良好,矫顽场电压为1.8 V和剩余极化强度为21.5×10-6 C/cm2,漏电流为8.9×10-8 A/cm2.实验还证实该电容器具有良好的脉冲宽度依赖性及抗疲劳特性.     

无铅压电（1-x）Bi0.5Na0.5TiO3-xBaNb2O6陶瓷的热学性质及压电性能研究（英文）

利用传统的陶瓷制备工艺制备了(1-x)(Bi0.5Na0.5)TiO3-xBaNb2O6无铅压电陶瓷,并对不同含量BaNb2O6的陶瓷的热学性质、微观结构、介电性能以及压电性能进行了研究.通过DSC测试得到陶瓷的预烧温度和烧结温度分别为850℃和1 180℃.XRD结果显示在850℃下合成的陶瓷粉料为单一的钙钛矿结构.随着BaNb2O6含量的增加,材料的弥散性相变使材料又典型铁电体向弛豫铁电体转变,这种行为是由于A离子空位所引起的.BNTBN-x陶瓷的矫顽场也随着BaNbO含量的增加而降低.     

双掺杂Sm0.5Ca0.5Mn0.90Cr0.10O3的磁性与输运性质

高温固相法合成双掺杂钙钛矿型锰氧化物Sm0.5Ca0.5Mn0.90Cr0.10O3.材料的晶体结构具有良好的单相性,属典型O’类正交结构.零场和有场冷却条件下测得的磁化强度在冻结温度Tf以下不重合.在外加磁场的作用下,材料出现典型的金属-绝缘体(I-M)转变以及庞磁电阻(CMR)效应,而母体材料Sm0.5Ca0.5MnO3未出现I-M转变,并且在2K-350K的测量温区内呈半导体导电行为.稀土锰氧化物Sm0.5Ca0.5Mn0.90Cr0.10O3体系中存在多种复杂有趣的磁相互竞争机制,并导致其具有丰富的磁性及输运特性.     

TiO2/Al2O3-Al2O3-TiO2/Al2O3绝缘结构的真空沿面闪络特性

基于变插入层介电常数的多层绝缘结构能改善电场分布、提高真空沿面闪络特性.通过真空热压烧结制备了TiO2/Al2O3-Al2O3-TiO2/Al2O3(A-B-A)3层绝缘结构,A层w(TiO2)为0.5%到20%.测量了该绝缘结构的真空沿面闪络特性,发现闪络特性随w(TiO2)的增加而提高,当w(TiO2)为20%时,其脉冲初次闪络电压较同等厚度的Al2O3陶瓷提高了63%.研究发现:A层的介电常数可由w(TiO2)调控,介电常数的增大能有效降低真空-绝缘子-阴极三结合点处的电场强度;A层表面存在的TiO2颗粒可以减小二次电子发射系数并改善表面电荷分布;TiO2的电导率虽比Al2O3高,但其仍为绝缘体,即使TiO2含量较高时也不会形成贯穿的导电通道.     

(Bi3.15Nd0.85)(Ti2Fe0.5Co0.5)O11.5陶瓷的制备及多铁性能表征

采用改进的固相反应法制备(Bi3.15Nd0.85)(Ti2Fe0.5Co0.5)O11.5陶瓷.多铁性能测试结果表明,陶瓷样品具有室温多铁性.样品的剩余磁化为~77memu/g,剩余极化为~1.7μC/cm2,且磁场对介电频谱的影响证实该陶瓷样品的室温磁电耦合效应.     

H3PW12O40/H2O2/H2O体系催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

合成一系列杂多酸(盐)并采用红外光谱对其进行表征,研究它们对苯甲醇氧化合成苯甲醛反应的催化性能.并以H3PW1 2O40为催化剂,分别考察溶剂类型、反应时间、反应温度、催化剂用量和H2O2用量对该反应的影响,并且初步探讨该反应的反应机理.实验结果表明:5种杂多酸(盐)均具有Keggin型结构,以水为溶剂时,5种杂多酸(盐)均具有催化活性,其中H3PW12O40催化活性最高.在催化剂用量0.04mmol、w(H2O2)=30%的H2O2用量0.015mol、反应时间3.5h、反应温度90℃、溶剂水用量10mL的优化反应条件下,苯甲醇的转化率为95.59%,苯甲醛的收率可达91.62%.由此可知,H3PW12O40/H2O2/H2O体系是环境友好的高效催化体系,具有工业化应用前景.     

LaAl0.5Ni0.5O3钙钛矿的制备及其对甲烷干重整的催化性能

采用硬模板法制备比表面积大的介孔LaAl_1-xNi_xO₃钙钛矿催化剂,将其用于碳中和甲烷干重整领域,研究不同温度下的反应活性。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、热重分析(TGA)对制备的催化剂进行表征。结果表明:LaAl_0.5Ni_0.5O₃催化剂在反应过程中表现出了最优异的活性与稳定性。在反应温度为750 ℃,空速GHSV=36 000 mL/(g·h)的反应条件下, CH₄与CO₂的转化率分别达到69.8%和81.5%,经25 h稳定性测试后CH₄与CO₂的转化率仅分别降低2.7%和3.3%。这是由于在H₂-Ar混合气还原过程中,LaAl_0.5Ni_0.5O₃催化剂获得了比LaAl_0.7Ni_0.3O₃催化剂更多的Ni活性位点,同时获得了比LaAl_0.3Ni_0.7O₃催化剂更优异的抗烧结、抗积碳性能。     

(Na0.5Bi0.5)0.945Ba0.055TiO3单晶的生长及光学性能研究

采用顶部风冷籽晶助熔剂法成功生长出了(Na0.5Bi0.5)0.945Ba0.055TiO3(简称NBBT5.5)晶体,晶体尺寸达到了Φ35mm×12mm;研究了粉料的热学性质、晶体的结构、光学性能及压电性能.实验结果表明,晶体具有三方相四方相共存的钙钛矿结构.通过研究粉料的DSC-TG曲线,得到了制备单晶材料的预烧结的温度以及烧结温度,优化了NBBT单晶材料的制备工艺,降低了Bi2O3和Na2O的挥发.晶体具有优良的光学性能,在369nm处晶体处于全吸收,390nm以上晶体是透明的,1 000nm处透过率达到72%.NBBT5.5晶体的压电常数d33为438pC/N,是一种极具应用潜力的无铅压电材料.     

Ga2O3掺杂的(K0.44Na0.5Li0.06)(Nb0.89Ta0.05Sb0.06)O3无铅压电陶瓷的微观结构与性能研究

采用传统陶瓷烧结工艺制备了(K0.44Na0.5Li0.06)(Nb0.89Ta0.05Sb0.06)O3+x(质量分数)Ga2O3无铅压电陶瓷,研究了掺杂不同Ga2O3含量对(K0.44Na0.5Li0.06)(Nb0.89Ta0.05Sb0.06)O3陶瓷的晶相、微观结构和电学性能的影响.研究结果表明:x在0～2变化范围内,陶瓷为单一四方相的钙钛矿结构,具有良好的铁电性能;随着体系中Ga2O3含量的增加,陶瓷的最佳烧结温度逐渐降低;Ga2O3的掺杂导致陶瓷晶粒变小,陶瓷的铁电四方相-顺电立方相的转变温度即居里温度TC有少许上升,但陶瓷的压电性能明显劣化.     

退极化场对Ba0.5 Sr0.5 TiO3外延薄膜的铁电和介电性能的影响

基于Ginzburg-Landau-Devonshire唯象理论,定性研究了在有或无退极化场情形下外延Ba_0.5Sr_0.5TiO₃薄膜的铁电和介电性能随厚度的依赖特性。结果表明:与无退极化场相比,退极化场的存在使薄膜极化强度空间分布更均匀,抑制了系统的平均极化强度,降低了相变温度(ΔT_c),但增加了临界厚度(Δh_c、Δh_m)和调谐率(Δφ),尤其在电极弱补偿情况下更加显著,厚度为100 nm时薄膜的ΔT_c、Δh_c、Δh_m和Δφ分别约为-57.5 ℃、15 nm、40 nm和20%;外延薄膜的介电性能取决于极化强度对外加电场的响应能力,而非极化本身,这一观点可从完全相反的极化强度和调谐率厚度依赖性趋势充分证明。     

ZnO-Fe2O3-Na2O-P2O5基太阳热反射材料的制备与反射特性

采用共沉淀法制备了四元体系ZnO-Fe2O3-Na2O-P2O5作为太阳热反射材料.用紫外-可见光-近红外分光光度计、XRD对产物进行表征.结果表明:当Zn/Fe摩尔比为9.00、在700℃下煅烧时,产物的物相组成随Zn/P摩尔比(1.52、1.02、0.76、0.61)而变化,其中Zn/P摩尔比为0.61的产物为空间群P21/n的单相NaZnPO4结构,其余Zn/P摩尔比下的产物为多相结构;当Zn/P摩尔比为0.61、在700℃下煅烧时,不同Zn/Fe摩尔比(19.00、9.00、5.67、4.00)的产物均为单相NaZnPO4结构,且随Zn/Fe摩尔比降低,产物颜色加深,反射比降低;当Zn/P摩尔比为0.61、Zn/Fe摩尔比为9.00时,500～800℃煅烧温度范围内的产物均为单相NaZnPO4结构,且随煅烧温度增加,产物颜色加深,反射比降低,其中,600℃煅烧产物呈橘红色且近红外波段反射比为80.7%,700℃煅烧产物呈红色且近红外波段反射比为72.2%.     

溶剂热法制备织构化Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷的影响因素

以Bi(NO3)3.5H2O和Ti片为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成了具有取向性的织构化Bi0.5 Na0.5 TiO3(BNT)无铅压电陶瓷.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和能谱仪(EDS)对BNT无铅压电陶瓷物相、显微形貌和成分进行了表征.系统研究了NaOH浓度、[Bi3+]浓度、表面活性剂和溶剂等因素对BNT晶粒物相、微观形貌和成分的影响.结果表明:NaOH浓度为1 mol.L-1,[Bi3+]浓度为0.1 mol.L-1,聚乙二醇(PEG)加入量为1～6 mL,且溶剂为无水乙醇时可以制备出织构化BNT陶瓷,产物颗粒尺寸平均为10～20μm.     

Ni-Zn共掺对(Mg0.95Ca0.05)TiO3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备(Mg0.95Ca0.05)TiO3陶瓷,探讨Ni-Zn共掺对(Mg0.95Ca0.05)TiO3陶瓷物相组成、微观结构和介电性能的影响。研究结果表明:复合添加NiO和ZnO,可在一定程度上抑制第二相MgTi2O5的产生,并能有效地降低烧结温度至1 300℃。当NiO和ZnO添加总量(质量分数)为2%,w(NiO)/w(ZnO)为0.5%:1.5%时,陶瓷在1 300℃烧结获得最佳介电性能:介电常数εr=20.39,7.67 GHz时的介电损耗tanδ=2.01×10-4,频率温度系数τf=-1.72×10-6/℃。     

锆掺杂对Ba0.5Sr0.5Nb2O6陶瓷铁电性能的影响

采用部分共沉淀法制备了纯相及锆掺杂的Ba0.5Sr0.5Nb2O6无铅铁电陶瓷,研究了其相组成、致密度及铁电性能。结果表明,适量的掺杂锆,并引入SiO2为烧结助剂,可制备出致密、单一的钨青铜Ba0.5Sr0.5(ZrxNb1-x)2O6陶瓷。随着Zr4+掺杂量的增加,陶瓷的矫顽场Ec有所降低,剩余极化强度Pr和饱和极化强度Ps均减小。