Ce0.8Pr0.2-x Smx O2-δ(x=0.02,0.05,0.10)固溶体的合成及性质

采用溶胶-凝胶法制备固体电解质Ce0.8Pr0.2-xSmxO2-δ(x=0.02,0.05,0.10).XRD结果表明:800℃煅烧后的全部样品皆为单一的立方萤石型结构,平均晶粒尺寸为19～28 nm;Raman光谱结果表明:立方萤石结构的Ce0.8 Pr0.2-x Smx O2-δ 固溶体中存在氧空位,在Ce0.8 Pr0.2-x Smx O2-δ 中掺入钐可提高氧空位浓度;阻抗谱测试表明:稀土双掺杂Ce0.8 Pr0.15 Sm0.05 O2-δ 的电导率高于单一稀土掺杂Ce0.83 Sm0.17 O2-δ 的电导率,且Ce0.8 Pr0.15 Sm0.05 O2-δ的电导率最大,σ600℃为1.2×10-2 S/cm,这归因于样品Ce0.8Pr0.15Sm0.05O2-δ 中较高的氧空位浓度和小极化子的跃迁.     

Ce1-xLaxO2-δ（x=0.05-0.50）固溶体的合成与性质研究

利用溶胶-凝胶法合成了固溶体Ce1-xLaxO2-δ,通过粉末X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、Raman谱和交流阻抗谱系统研究了固溶体Ce1-xLaxO2-δ的结构和输运性质.X射线衍射表明,在0.05≤x≤0.50时,形成了单相立方萤石结构固溶体;Raman光谱测试表明,固溶体中氧缺位含量随掺杂量增加而增大;阻抗谱分析表明,低价稀土离子掺杂使固溶体Ce1-xLaxO2-δ的导电率得到很大提高,x=0.10时导电率达到最大值σ700℃=3.84×10^-2S/cm,σ800℃=8.21×10^-2S/cm,导电活化能为Ea=0.73 eV.     

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...     

Al2 O3掺杂对Ce0.8 Gd0.15 Y0.05 O2-δ固体电解质的微结构与电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了AlO1.5掺杂浓度为0.5%,1.0%,2.0%的AlO1.5/Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ固体电解质材料,利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和交流阻抗谱研究了Al2O3掺杂对Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ微观结构及电性能的影响,结果表明：800℃焙烧的所有粉末样品均为单相立方萤石结构,在所有样品中,AlO1.5掺杂量为0.5%的样品晶粒均匀,较致密,交流阻抗谱测试表明掺杂AlO1.5（x=0.5%）使Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ晶界电阻减小,晶界电导率增高;当AlO1.5掺杂量x≥1%时,Al2O3对晶界的阻塞作用使晶界电导率降低,在所有样品中Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ/0.5%AlO1.5晶界电导率最高（σ700℃=8.12×10-3S/cm）,说明在Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ少量掺杂AlO1.5（x=0.5%）具有烧结助剂和晶界清除剂的作用.     

柠檬酸-硝酸盐燃烧法合成Lu3+和Gd3+共掺杂CeO2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Lu3+和Gd3+共掺杂CeO2,再与二元硫酸盐制备复合电解质Ce0.8Gd0.1Lu0.1O2-α-KLiSO4.采用X射线衍射技术测定单一Ce0.8Gd0.1Lu0.1O2-α和复合Ce0.8Gd.1Lu0.1O2-α-KLiSO4电解质的晶体结构.用交流阻抗法测定复合电解质在500-...     

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.     

La_(0.8)M_(0.2)Fe_(1-x)Cu_xO_3钙钛矿型氧化物的制备及催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列钙钛矿复合氧化物La0.8M0.2Fe1-xCuxO3(M为Sr、Ba和Ce).催化性能测定结果发现,800℃焙烧所制得的La0.8Ce0.2Fe0.7Cu0.3O3具有良好的三效催化性能,在该催化剂上C3H6、CO和NO的起燃温度较低,分别为225℃、200℃和280℃,并且在温度达到325℃之前都能得到完全转化.扫描电子显微镜和X射线衍射测试分析表明,La0.8Ce0.2Fe0.7Cu0.3O3具有良好的钙钛矿型晶体结构,晶粒为纳米级,团聚不严重,这可能是其三效催化性能良好的主要因素.     

复合掺杂固体电解质氧离子导电性的回归模型

基于导电粒子模型分析,采取数学简化处理手段,建立了关于氧离子导电电解质掺杂体系的数学模型和线性回归方程．测量了采用Y2O3,Sm2O3,Nd2O3,La2O3复合掺杂形成的Ce0.8Gd0.2-xMxO1.9-δ的一系列组分的高温电导率．运用该线性回归数学模型分析某些已有数据和本试验数据,都得到线性相关性较好的结果．分析表明,掺杂离子和所取代离子的半径差越大,离子导电性越高．改进该模型可望使之具有更好的预测性．     

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。     

PdO—CuO／Ce0.8Zr0.2O2催化上CO还原NO反应性能的研究

以Ce0.8Zr0.2O2复合氧化物为载体,采用共浸渍法配制了一系列PdO-CuO/Ce0.8Zr0.2O2双组分催化剂,选择NO－CO反应为模型反应,考察了催化剂的还原活性。结果表明,不同配比的PdO-CuO双组分催化剂的NO还原活性均要优于单组分的PdO和CuO催化剂。     

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.     

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.     

高比表面积MgO-CeO2复合氧化物的制备和表征

用共沉淀法制备了高比表面积的MgO-CeO2复合氧化物，考察了表面活性剂和沉淀剂等对MgO-CeO2复合氧化物的影响，结果表明，在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）存在的条件下，采用NaOH为沉淀剂，可以制得比表面积为200m^2／g、粒径为5nm左右的纳米MgO-CeO2复合氧化物，并且形成了Mg0.1Ce0.9O2-δ固溶体-焙烧温度超过400℃以后，MgO-CeO2晶粒容易长大，使得比表面积下降。     

固体电解质BaCe_(1-x)RE_xO_(3-δ)的电导率及燃料电池性能

利用溶胶 -凝胶法合成了 Ba Ce1 - x REx O3-δ( RE:稀土 )系列固体电解质 ,结果证明纯 Ba Ce O3 导电性较差 ,RE3+ 的引入 ,取代了晶格中的 Ce4+ ,增加了氧空位 ,大大提高了体系的导电性。文章还研究了掺杂的 Ba Ce O3体系的导电机理 ,讨论了不同稀土离子掺杂对电导率的影响 ,以 Ba Ce1 - x REx O3-δ为固体电解质组装了 H2 /O2 燃料电池 ,电池的开路电压接近 1V,短路电流密度超过 10 0 m A/cm2 ,以 Ba Ce0 .8Gd0 .2 O2 .9为 SOFC电解质 ,80 0℃时最大输出功率密度达 30 m W/cm2 。     

中温固体氧化物燃料电池LaNiO2.5-Ba(Zr0.1Ce0.7Y0.2)O3-δ阴极的制备和表征

采用柠檬酸盐法合成了LaNiO3粉体,对其进行氢化物还原反应,制得具有单一结构的高氧缺位物相LaNiO2.5。以Ba(Zr0.1Ce0.7Y0.2)O3-δ(BZCY)为电解质制备了LaNiO2.5-BZCY复合阴极,利用扫描电镜对其微观结构进行了表征,并通过交流阻抗测试及直流极化测试对其电化学性能进行了研究。结果表明,LaNiO2.5-BZCY复合阴极在600～800℃范围内的极化面电阻为5.27～0.22Ω.cm2,其氧还原反应速率控制步骤为氧分子的解离以及氧原子的电荷转移。另外,该阴极的极化过电势较高,在750℃及电流密度为0.05A.cm-2时的极化过电势为75mV。     

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.     

氧化剂用量对燃烧合成掺杂CeO2纳米粉体的影响

柠檬酸作络合剂和燃料,硝酸盐作氧化剂,利用柠檬酸硝酸盐低温燃烧法合成了具有单一组成的Ce0.8Y0.2O1.9超细粉体.研究了不同氧化剂用量对凝胶的燃烧特性及粉体性能的影响.用TG-DTA,XRD,FTIR,TEM,Raman等分析方法对凝胶的分解和合成粉体的性能进行了表征.结果表明,通过调节氧化剂的用量,可以控制粉体的粒度及产物中碳酸盐的含量.TEM研究表明,改变氧化剂的加入量可以获得颗粒尺寸约为40 nm、粒度分布均匀的粉体.Raman光谱研究表明,随氧化剂用量的增加,氧空位的浓度增大.     

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.     

SOFC电解质材料La0.8Sr0.2Ga0.8-xMg0.2CoxO3-δ的制备及性能#br#

利用甘氨酸 硝酸盐燃烧法制备不同浓度Co掺杂的La_0.8Sr_0.2Ga_0.8-xMg_0.2Co_xO_3-δ固体氧化物燃料电池电解质材料, 并对其晶体结构、 形貌以及电学性能进行表征. 结果表明: 随着Co掺杂量的增加, 样品无明显杂相峰, 其谱峰略向小角度一侧移动, 晶胞体积略增大,  平均粒径逐渐减小; Co掺杂对电导率影响显著, 晶粒电导率是导致样品总电导率升高的主要因素.