Ca、Ce双掺杂烧绿石型复合氧化物的合成及离子导电性能研究

O引言烧绿石结构(A2B2O7)非常近似于萤石结构,在一定程度上可以认为是缺阴离子的萤石结构,但是在未掺杂的烧绿石结构中,氧离子空隙是有序的,不会由此造成电子导电,一些氧离子可以离开自己的晶格位置占据空穴位置,产生离子导电[1].此外,烧绿石结构还是一种开放式结构,可以通过其他离子的掺杂,为氧原子、质子或电子的迁移提供空穴,或增大空穴浓度,从而提高离子导电能力[2].

低聚醚/聚氨酯固体电解质的形态及离子导电性能

采用聚氧化乙烯或聚二氧戊环作为增塑剂对分别以聚四氢呋喃 (PTHF)和聚己二酸乙二醇酯(EGEGPU)为软段的聚氨酯固体电解质体系进行了共混增塑 ,并对所得固体电解质体系的形态和离子导电性能进行了讨论。结果表明 ,低聚醚可以作为增塑剂而有效地改善聚氨酯固体电解质体系的链段柔顺性及聚集形态 ,从而提高体系的离子导电性能。PEG可以对 EGPU固体电解质体系进行有效的增塑改性 ,其中 EGPU132 - PEG60 0 - 12的离子电导率在室温下可以达到 10 -5S/cm以上 ;PDXL对 EGPU固体电解质增塑改性效果较差 ,但是 PDXL是

ZrO_2薄膜离子导电性能的研究

用四电极法测量了自制ZrO2-9% Y2O3电解质薄膜的高温电导率，并研究了其离子导电性能。结果表明，高温下ZrO2薄膜的电导率比块状ZrO2材料大一个数量级，ZrO2薄膜的电导率与温度之间的关系满足Arrhenius方程，符合离子迁移数大于0.99的要求。

Bi_(2)Cu_(0.1–x)WxV_(0.9)O_(5.35–δ)的结构和氧离子导电性能

用乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,EDTA)–柠檬酸溶胶–凝胶法制备出具有单一Aurivillius结构的Bi2Cu0.1–xWxV0.9O5.35–δ(x=0,0.02,0.05,0.08)陶瓷。用X射线衍射、扫描电镜、差热分析、交流阻抗谱法等方法研究了陶瓷样品的晶体结构、显微结构和氧离子导电性能。结果表明:钨离子含量对陶瓷样品的晶体结构有明显的影响,但对显微结构的影响不显著。在室温下,x≤0.05时,陶瓷样品为四方结构,x=0.08的陶瓷样品转变为正交结构。钨离子含量对室温下为四方结构的陶瓷样品(x≤0.05)的γ’–γ相变动力学过程有显著影响。x≤0.05时,增加钨离子的含量可以提高陶瓷样品的氧离子电导率,x=0.05的陶瓷样品在600℃时的氧离子电导率达到0.14S/cm。

含有添加剂及LiClO_4的接枝聚酯网络的离子导电性能研究

研究了碳酸丙烯酯（添加量５％）与γ－丁内酯（添加量１０％）对由数均分子量为８００的聚氧化乙烯（ＰＥＯ８００）大单体交联不饱和聚酯（含ＬｉＣｌＯ４）形成的接枝聚酯网络的离子导电性能影响，发现其电导率主要取决于体系中的ＬｉＣｌＯ４浓度．当［ＥＯ链节］／［Ｌｉ＋］＝３０时，室温电导率达最大值，σ２９８Ｋ＝（４．０—４．５）×１０－５Ｓｃｍ－１．这类接枝聚酯网络的玻璃化转变温度（Ｔｇ）同样取决于盐类浓度，而与网络的交联程度无关．网络中的极性添加剂并不显著影响其交联程度与Ｔｇ，但较大幅度提高离子导电性能，这可能与极性添加剂加速载荷离子在导电通道中的迁移性有关．若在上述接枝网络中引入环氧树脂网络，形成接枝聚合物互穿网络，则成膜后的机械强度有进一步提高，同时具有优良的室温电导率，σ２９８Ｋ＝２．４×１０－５Ｓｃｍ－１。

磺酸型聚氨酯离聚物的离子导电性能

本文以多种聚醚为软段，二异氰酸酯（ＭＤＩ和ＴＤＩ）为硬段，合成了多嵌段聚醚聚氨酯，以此聚氨酯为基材，与ＮａＨ及１，３－丙碳酸内酯反应，进一步合成了一系列不同离子化程度的阴离子型碳化聚氨酯离聚物，用交流阻抗谱仪测定了样品的阻抗谱，由此计算出样品的离子电导率。研究结果表明其他条件相同时，以聚乙二醇（ＰＥＧ）为软段的样品具有较高的离子电导率；以聚环氧丙烷（ＰＰＯ）为软段的样品次之，以聚四氢呋喃（ＰＴＭＯ）为软段的样品最低，对于离子化程度不同的聚氨酯离聚物以金属离子和烷氧单元之比为０．０５时导电性能最好。阳离子为Ｌｉ＋和Ｎａ＋的样品具有相近的离子电导率。

Bi_2Cu_(0.1)V_(0.9)O_(5.35-δ)氧离子导体的显微结构与氧离子导电性能

采用固相反应法和柠檬酸-EDTA法制备了具有单一Aurivillius结构的Bi_2Cu_(0.1)V_(0.9)O_(5.35-δ)陶瓷样品,采用扫描电镜研究了陶瓷样品的显微结构,采用交流阻抗谱法研究了陶瓷样品在升/降温循环过程中的氧离子导电性能。结果表明,陶瓷样品的显微结构对升/降温循环过程中的氧离子导电行为有显著的影响。与采用固相反应法制备的大晶粒陶瓷样品相比,采用柠檬酸-EDTA法制备的陶瓷样品具有晶粒细小均匀的显微结构,能够有效抑制在升/降温循环过程中陶瓷样品氧离子总电导率的热滞现象。

PMMA+LiClO_4有机薄膜的离子导电性能

用 PMMA预聚合单体与 Li Cl O4粉末以不同比例直接混合均匀 ,固化成 3mm厚的板 ,以它为靶 ,在纯氩气气氛及 rf -溅射沉积条件下制备各种薄膜 ,用双电层电容常数法研究它们的离子导电性能。在室温下测试 ,外加信号 1 2 0 m V,频率 40 0 Hz。实验结果表明 ,当氩气压强 (PA r)为4.7— 7.2 Pa,靶掺杂质量比为 1 0 % ,射频功率密度为 3.9— 4.2 W/ cm2 时得到的薄膜为离子导体。当氩气压强为 6.0 Pa,射频功率密度为 4.2 4 W/ cm2 时 ,膜的双电层电容常数为 7.0× 1 0 -2 μf/ cm2 ,离子导电性能最好 ,其电阻率 >1 0 1 1Ω .cm。利用该离子导体薄膜制备的可变反射电致变色镜 ,Al(40 nm) /α- WO3(1 0 0 nm) / PMMA +Li Cl O4(1 60 nm) / Ni O(80 nm) / ITO/ glass,着色态和漂白态可见光平均反射比分别为 0 .2 3和 0 .69。利用红外光谱 (1 90 0— 50 0 cm-1 )对纯 PMMA和 PMMA +Li Cl O4离子导体进行分析 ,发现离子导体膜“- C- O- CH3”侧链的吸收峰在 1 1 85.7cm-1 ,非离子导体膜的吸收峰在 969.2 cm-1处 ,前者侧链具有较强的极性。

溶胶-凝胶法合成Li_(2+x)B_xSi_(1-x)O_3及其离子导电性能的研究

用溶胶－凝胶法合成了Ｌｉ２＋ｘＢｘＳｉ１－ｘＯ３（ｘ＝０～０．５），发现形成固溶体的范围是０＜ｘ≤０．２。对其离子导电性的研究发现，当ｘ＝０．

PVDF-HFP型凝胶聚合物固体电解质的结构与离子导电性能

以PVDF-HFP为基体聚合物,制备了一系列凝胶聚合物固体电解质膜,其中有机极性介质为碳酸丙烯酯(PC),电解质盐为LiClO4。通过红外光谱分析、差示扫描量热分析、复阻抗分析等手段对凝胶聚合物固体电解质的结构与离子导电性能进行了研究。结果表明,PC与阳离子之间存在较强的络合作用,PC对基体聚合物有很强的增塑作用。锂盐和PC含量对材料的离子导电性能有较大的影响。随着锂盐和PC含量的增加,材料的离子电导率呈上升趋势。

单离子型全氟凝胶聚合物固体电解质的结构与离子导电性能

从Nafion树脂出发,制备了一系列单离子型全氟凝胶聚合物固体电解质膜,其中有机极性介质为碳酸丙烯酯(PC)。通过溶胀曲线测定、红外光谱分析、复阻抗分析等手段对材料的结构与离子导电性能进行了研究。结果表明,PC与阳离子之间存在较强的相互作用,而且PC与Li+离子之间的相互作用强于PC与H+离子之间的相互作用。PC含量对材料的离子导电性能也有较大的影响。随着PC含量的增加,材料的离子电导率呈上升趋势。当PC含量较低时,Li+型样品的室温离子电导率高于H+型样品;而PC含量较高时,Li+型样品的室温离子电导率则低于H+型样品。Li+型样品和H+型样品的室温离子电导率均可达到1.25×10-4S·cm-1。

聚酸—聚乙烯醇—金属离子复合物膜离子导电性能的研究

为了进一步地研究聚合物—碱金属盐复合物离子导电机理和改进复合物的导电性能 ,机械性能和加工性能 ,本文合成了聚酸—聚己烯醇—金属复合物膜 ,研究了复合物的组成 ,聚酸的酸强度 ,金属离子的大小 ,温度对这种共聚高分子—金属复合物性能的影响 ,同时 。

Ce_(1-x)M′_xCa_(0.2)O_(1.8-0.4x)(M=Y,La和Gd)的水热合成及离子导电性质研究

采用水热法合成了系列双掺杂的萤石结构 Ce1 - x Lnx Ca0 .2 O1 .8- 0 .4x固溶体 ,并研究了 3种稀土离子对固溶体导电性的影响 ,发现掺杂离子半径接近 Ce4+时 ,体系电导率增大而活化能降低 .同时发现水热合成的Ce1 - x Lnx Ca0 .2 O1 .8- 0 .4x样品的平均粒度按着掺入离子 Y3+ ,Gd3+ ,La3+ 的顺序逐渐减小 ,分别为 32 ,2 0和1 5 nm.这种变化是由于 Y3+ 半径比 La3+ 和 Gd3+ 更接近 Ce4+ ,因而在水热合成过程中 ,掺 Y3+ 的体系更有利于晶粒的生长 。

一种梳状高分子固体电解质的分子运动和离子导电性

用交流复阻抗谱和动态粘弹谱等对交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯衍生物及其ＬｉＣｌＯ４盐复合物进行了研究．结果表明，在Ｌｉ／ＥＯ＝０．０７—０．０４２范围内，从１７３Ｋ到３７３Ｋ，本聚合物一高氯酸锂复合体系的动态粘弹谱存在着两个明显的转变，其中β转变归属于ＰＥＯ的侧链玻璃化转变，转变温度随ＬｉＣｌＯ４盐浓度的增加而增加。α转变归属于主链玻璃化转变，在Ｌｉ／ＥＯ＝０．０２８时有极大值。盐浓度与电导率的关系与通常不一样，在所研究盐浓度范围内观察到两个峰，其一在Ｌｉ／ＥＯ＜０．０１４，另一峰在Ｌｉ／ＥＯ＝０．０２８．电导率与温度的依赖关系不符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ行为；以ｌｇσ对１／Ｔ－Ｔ０作图，用侧链玻璃化转变温度Ｔβ作Ｔ０时，呈典型的ＶＴＦ行为。该体系室温电导率最高可达６×１０－６ｓ／ｃｍ．

两类氧乙烯共聚物锂盐络合物的离子导电性

合成并表征了以双金属氧联醇盐为催化剂合成的环氧乙烷与环氧丙烷的无规共聚物及以甲苯二异氰酸酯为偶联荆、聚乙二醇、聚丙二醇及双羟基聚苯乙烯为原料合成的（氧乙烯－氧丙烯－苯乙烯）多嵌段共聚物。用小角Ｘ射线衍射及ＤＳＣ分别研究了两类共聚物及其与ＬｉＣｌＯ＿４络合物的结晶度，还测定了两类络合物的导电率，结果表明，在室温均呈现较高的导电率（１０－４Ｓ／ｃｍ）。

BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(3-α)固体电解质的离子导电性及其燃料电池性能

用高温固相反应合成了BaCe0.8Y0.2O3-α固体电解质用氢浓差电池和氧浓差电池方法研究了它的离子导电特性。以该氧化物为固体电解质多孔性Pt为电极材料组成氢空气燃料电池测定了该燃料电池的电流电压特性。研究发现BaCe0.8Y0.2O3-α在氢气中几乎是一个纯的质子导体在氧气中是一个氧离子和电子空穴的混合导体其燃料电池的开路电压OCV接近于理论值最大输出电流密度约为820mA·cm-21000℃最大输出功率密度约为200mW·cm-21000℃放电性能稳定具有良好的电池性能。

聚氨酯型固体电解质的离子导电性和红外光谱研究

采用溶液聚合的方法合成了线型聚醚聚氨酯 ( PEG-PU) ,以其作为基体 ,与高氯酸钠 ( Na Cl O4)复合制得了一系列新型的聚合物固体电解质 .利用傅立叶变换红外吸收光谱 ( FT-IR)、傅立叶变换拉曼吸收光谱( FT-Raman)和交流复阻抗谱 ( IA)对该体系中聚合物 -离子之间相互作用和离子导电性能进行了研究 .结果表明 ,聚氨酯中羰基和醚氧基团与钠离子有不同的络合能力 ,二者都参与离子传输过程 .PEG-PU/Na Cl O4复合膜具有一定的导电性 .复合物的电导率随着温度的上升而提高 ,且导电行为符合 Arrhenius公式 .在一定盐浓度下 (体系氧 /钠摩尔比为 1 2时 ) ,离子电导率达到最大值 .

蒙脱石固体电解质的高价离子导电性

用多种化学的、物理的方法,尤其是电性能测量和电化学的方法研究了蒙脱石作为固体电解质的高价离子导电性,揭示了一个非常有希望和实用价值的高价离子导电的固体电解质材料,并对其高价离子在蒙脱石固体电解质中的迁移机理进行了探讨。

Li_3VO_4的非醇盐溶胶-凝胶法合成及其离子导电性

用溶胶凝胶法制备了锂离子导体Li_3VO_4的纯相,应用交流阻抗谱技术测定了样品的离子电导,实验表明,与传统固相方法制备的Li_3VO_4相比,用这种方法可以使Li_3VO_4的生成温度降低,其烧结体具有更高的离子导电率。

0.5Li_3VO_4-0.5Li_4TiO_4的溶胶-凝胶法合成及其离子导电性

用非醇盐溶胶凝胶法合成了组成和粒度均匀的锂离子导体０．５Ｌｉ３ＶＯ４０．５Ｌｉ４ＴｉＯ４超细粒子。用Ｘ射线衍射、ＴＥＭ及交流阻抗等方法对产物进行了表征。产物中两相的相纯度各为５０％，粒径在０３μｍ以下，室温下的离子电导率为７１０×１０－６ｓ·ｃｍ－１。