BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)钙钛矿型混合导体透氧膜的性能

混合导体固体透氧膜与POM制氢工艺相耦合,可以较大幅度地降低制氢成本.由于透氧膜在高温、强还原性气氛下工作,仅仅具有较高的透氧能力并不能满足实际应用需求,还必须具有较高的化学稳定性.通过O2-TPD,CO2-TG及透氧实验研究了两种透氧能力最高的膜材料BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ及Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ.研究发现,由于Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ钙钛矿中A位的Sr2+被Ba2+取代及B位的Co4+部分被Nb5+取代,有效地提高了BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ钙钛矿材料的化学稳定性.     

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。     

固相反应合成钙钛矿型氧化物Ba_(1.0)Co_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)的机理

以BaCO3、Co3O4、Fe2O3和Nb2O5粉末为原料,通过固相反应合成了钙钛矿型复合氧化物Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.利用XRD、SEM和TGA-DSC同步热分析仪等研究了合成该材料的反应过程.结果发现,在固相反应法合成Ba1.0Co0.7Fe0.2-Nb0.1O3-δ的过程中,首先出现的是BaCoO3、BaFeO2.9相和Ba5Nb4O15相,在1 473 K烧结10 h能够得到立方钙钛矿相的Ba1.0-Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.通过分析,整个反应过程分为两个阶段:第一阶段为BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5之间的加成反应;第二阶段为加成反应生成的BaCoO3、BaFeO2.9和Ba5Nb4O15三相之间逐渐固溶生成均相Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ,此过程伴随有氧的脱出.     

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。     

La_(0.9)Mg_(0.1)Cr_(1-x)M_xO_3钙钛矿型氧化物的制备及催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备一系列钙钛矿复合氧化物La0.9Mg0.1Cr1-xMxO3(M为Fe、Cu和Ni),并考察其催化性能.同时利用扫描电子显微镜和X射线衍射等分析方法,表征催化剂性能与结构之间的关系.实验结果表明:750℃焙烧制得的La0.9Mg0.1Cr0.8Cu0.2O3具有良好的三效催化性能,在该催化剂上C3H6、CO和NO的起燃温度T50较低,分别为229℃、202℃和286℃;完全转化温度T90分别为325℃、247℃和348℃;500℃转化率分别高达91.1%、99.3%和93.9%.La0.9Mg0.1Cr0.8Cu0.2O3具有良好的钙钛矿晶体结构,晶粒为纳米级,热稳定性高,所以催化性能良好.     

固相反应合成钙钛矿型氧化物Ba1.0 Co0.7Fe0.2 Nb0.103-δ的机理

以BaCO3、Co3O4、Fe2O3和Nb2O5粉末为原料,通过固相反应合成了钙钛矿型复合氧化物Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.利用XRD、SEM和TGA-DSC同步热分析仪等研究了合成该材料的反应过程.结果发现,在固相反应法合成Ba1.0Co0.7Fe0.2-Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的过程中,首先出现的是BaCoO3、BaFeO2.9相和Ba5Nb4O15相,在1473K烧结10h能够得到立方钙钛矿相的Ba1.0-Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.通过分析,整个反应过程分为两个阶段:第一阶段为BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5之间的加成反应;第二阶段为加成反应生成的BaCoO3、BaFeO2.9和Ba5Nb4O15三相之间逐渐固溶生成均相Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ,此过程伴随有氧的脱出.     

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.     

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.     

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.     

CaTi0.9Li0.1O3-δ晶格中氧空位与选择性活性氧物种的TGA表征

用常规TGA(程序升温热重分析)法间接表征了催化剂CaTi0.9Li0.1O3-δ晶格中的氧空位,关联了氧空位、可活动氧量与催化剂的乙烷氧化脱氢(ODHE)反应的催化性能,提出了乙烷在该类催化剂上氧化脱氢的选择性氧物种为873～1023 K的温度范围内脱附的所谓可活动氧(O-, O2-, O2-2简写为Oδ-).利用O2-TPD-MS鉴定了TGA结果,证明该法简便、实用、可靠.     

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BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ (BZCYYb)材料为电解质,制备了阳极支撑微管Ni-BZCYYb| BZCYYb| La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ-Sm0.2Ce0.8O2-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200 μm、12 μm...     

熔融碳酸盐燃料电池新型阴极材料的耐蚀性能

通过对几种新型的钙钛矿结构材料在熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)熔盐电解质(Li0.62K0.38) CO3中的耐蚀性能的研究,探讨了这些材料用作MCFC阴极的可行性.研究表明:SrFe0.5Co0.zO3虽然有着优良的混合导电特性,但在高温熔盐中腐蚀严重;La0.8Sr0.2MnO3,La0.8Sr0.2Ce0.1Mn0.9O3和La0.8Sr0.2Ni0.1Mn0.9O3在高温熔盐中严重锂化,且Sr大量溶解;而经Li2O掺杂的LaMnO3(Li与La的摩尔比为1:1),在高温熔盐中的稳定性良好.     

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.     

(SrCo0.8Fe0.2O3-δ)0.9(SrZrO3)0.1中空纤维膜制备和氧分离性能研究

采用相转化法制备了SrCo0.8Fe0.2O3-δ-SrZrO3(10 mol%)双相复合中空纤维陶瓷膜.所制得的纤维膜的壁厚为0.25 mm,外径为1.70mm.为建立氧渗透所需的氧分压梯度,将膜的外壁暴露在空气中,内壁采用高纯氦气吹扫.在950℃时,采用30 ml/min氦气吹扫,测得氧渗透速率为1.42 ml·cm-1·min-1.氧渗透速率随温度而升高,在850～950℃范围内的表观活化能为35.3±1.6 kJ/mol.随着吹扫气流量的增加,膜管内的氧分压下降,氧渗透速率提高.采用活塞式流动模型和Wagner氧渗透理论模拟了纤维膜的氧渗透过程,模拟结果与实测数据符合较好.     

La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ的甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备和表征

分别采用固相反应法、甘氨酸一硝酸盐燃烧法合成了具有钙钛矿结构的中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）。用XRD、直流四电极和扫描电镜分析了电解质的晶体结构、电化学性能和显微结构。扫描电镜分析表明：用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备LSGM成相温度低,1400℃烧结2h即可获得单相的LSGM。SEM表明烧结体具有良好的微观结构。用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备的LSGM在850℃时的电导率为0.1 S·cm-1,高于固相反应法制备的样品的电导率。与固相反应法制备LSGM相比,用甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成LSGM有利于降低烧结温度,提高纯度,改善电解质的性能。     

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。     

复合掺杂氧化物La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ的结构与电性能研究

用固相反应法合成低价离子Sr、Mg复合掺杂的ABO3型氧化物La0.9Sr0.1Ga0.85Mg0.15O2.875（LSGMl015）La0.9Sr0.1Ga0.75Mg0.25O2.825（LSGM1025）；借助EDS、XRD、SEM、直流四电极法等对LSGM1015和LSGM1025的微区成分、晶体结构、断面显微组织及导电性等进行研究．EDS和XRD分析表明：合成的LSGM1015和LSGM1025样品中杂质元素很少，且具有正交钙钛矿结构，基本上不合杂相；电导率测试结果表明：在673-1073K温度区间，其电导率与温度的关系符合Arrhenius定律，说明LSGM1015和LSGM1025为氧离子导体，且离子迁移活化能Ea≈1eV；Sr、Mg复合掺杂量较多（x＋y=0．35）的LSGM1025具有较高的离子电导率．     

La0.9Sr0.1Ga0.9Mg0.1O3-α-NaCl复合电解质的合成及其质子导电性研究

采用固相法合成了La0 9Sr0.1Ga0.9Mg0.1O3-α-NaCl(1%wt)复合电解质陶瓷样品.用XRD,交流阻抗谱、氢浓差电池及氢泵(电化学氢分子透过)等方法对样品进行了结构和电性能表征.粉末XRD结果表明NaCl的加入能有效地抑制杂相的生成,该样品已形成了单一的钙钛矿型LaGaO3结构.氢浓差电池电动势的实测值与理论值吻合得很好,离子迁移数为1,表明该陶瓷样品在氢气气氛中为一纯离子导体;氢的电化学透过速率的实测值与理论值吻合得较好,进一步证实了该样品在氢气气氛中几乎为一个纯质子导体.质子电导率在1 000℃时达到0.082s·cm-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.