碱土掺杂硅酸镧电解质材料的制备与性能

采用尿素-硝酸盐燃烧法在600～800℃下制备了较高纯度无杂质相的碱土掺杂磷灰石型La9.33Mx(SiO4)6O2+δ(M为Sr,Ca,Mg)电解质.通过X射线衍射、扫描电镜和交流阻抗测试,对样品的晶体结构、表面微观形貌及电导性能进行了研究.结果表明,燃烧合成的电解质粉体La9.33(SiO4)6O2(LSO)具有p63/m磷灰石型晶体结构;LSO烧结体的微观形貌随x值的不同而出现了细微变化;LSO烧结体具有良好的电阻可逆性和稳定性.适当的掺杂量能有效提高LSO的离子电导率,最佳掺杂浓度为0.2.相同掺杂量下,三种碱土金属阳离子掺杂对电导性能也有一定的影响,随着离子半径的增大,掺杂效果越来越好.

燃烧法合成Ni^(2+)掺杂磷酸铁锂的电化学性能研究

采用燃烧法合成了富锂型镍掺杂的LixFe(1-y)NiyPO4(x=1,1.03,1.05;y=0,0.05,0.075,0.1,0.125)。对样品的物相结构、显微形貌及电化学性能进行了表征及测试,结果表明:适量增大锂铁配比能合成颗粒细小的纯相富锂型磷酸铁锂,提高材料的电化学性能;在富锂基础上,铁位掺杂Ni2+的所有样品都具有单一的橄榄石结构,且样品表面形貌和颗粒尺寸变化较小,掺杂后样品的电化学性能得到明显改善,其中Li1.03Fe0.9Ni0.1PO4具有最好的放电比容量,在0.2C下最高达到140.6mAh/g,且循环性能良好(经30次循环后比容量为130.1mAh/g)。

铝溶胶的制备及稳定性

以异丙醇铝(AIP)为原料,异丙醇为溶剂,硝酸为胶溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用溶胶-凝胶法制备铝溶胶.利用正交试验方法研究了水解温度,水与醇盐摩尔比,硝酸加入量以及分散剂用量对铝溶胶稳定性的影响.结果表明在水解温度为90℃,水与异丙醇铝的摩尔比为200,硝酸与异丙醇铝的摩尔比为4,PVP的用量为异丙醇铝的1‰时是制备铝溶胶的最佳试验条件.对于溶胶稳定性的影响,以水解温度最为显著,硝酸的用量则直接到影响溶液的pH值,还对溶胶的粒径有影响,水量的多少则关系到溶胶的黏度,而分散剂在整个反应过程中起到加快反应速度和防止胶团化的作用.

Sr和Nd掺杂对La_(9.33)(SiO_4)_6O_2电解质性能的影响

采用尿素-硝酸盐燃烧法对磷灰石型LSO电解质进行了三价稀土元素Nd和二价碱土元素Sr的La位掺杂,对合成样品进行XRD、SEM分析表征,并测试和分析了样品的电导率.结果表明:Sr、Nd掺杂对LSO的晶体结构、物相和形貌产生的影响很小,而适量的掺杂可有效提高LSO的氧离子传输性能.当掺杂x=0.3时,La9.33Mx(SiO4)6O2+δ(M=Sr、Nd)具有最高离子电导率,La9.33M0.3(SiO4)6O2+δ在500℃时的电导率分别为7.248×10-3S.cm-1、1.782×10-2S.cm-1.Nd掺杂不仅可以提高电导率,还可以降低传导活化能,相比于Sr掺杂更有利于LSO在中低温SOFCs中的应用.实验认为,Sr、Nd掺杂的LSO属于间隙氧传导机制,掺杂可以提高间隙氧的数量,间隙氧相比阳离子空位对LSO电导率的影响更大.

酸性硅溶胶稳定性的正交实验

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,乙醇为溶剂,硝酸为催化剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,采用溶胶-凝胶工艺制备二氧化硅溶胶.利用正交试验研究水、正硅酸乙酯、乙醇、酸碱度(pH)、PVP以及反应时间对二氧化硅溶胶稳定性的影响.结果表明,制备硅溶胶的最佳工艺条件为:水与正硅酸乙酯的摩尔比为8,乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比为14,pH值为2,PVP的加入量为0,反应时间为50分钟.对于硅溶胶稳定性的影响,乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比最为显著,随着乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比的增加,溶胶的稳定性增强;随着PVP用量的增加,溶胶的稳定性降低;同时,pH值的增大和反应时间的延长有利于溶胶的稳定性增强.

燃烧法制备磷灰石型碱土掺杂硅酸镧电解质（英文）

采用尿素-硝酸盐燃烧法,在较低温度下制备较高纯度无杂质相的碱土掺杂磷灰石型La_(9.33)M_x(SiO_4)_6O_(2+δ)电解质.通过XRD、SEM、交流阻抗测试,对样品的结构、形貌及电导性能进行研究.结果表明,燃烧合成的无定形电解质粉体,在800℃煅烧12h后,具有P63/m磷灰石型晶体结构;掺杂对LSO烧结体微观产生一定的影响,烧结体的结构和形貌随x值的变化而变化.此外,LSO烧结体具有良好的电阻可逆性和稳定性.适量的掺杂可有效提高LSO的离子电导率,过量的掺杂反而会降低离子电导率,最佳掺杂摩尔分数为0.2.而随着碱土金属阳离子半径增大,掺杂效果也越来越好.

水热法合成13X型沸石的相变转化机理

以偏铝酸钠、九水硅酸钠、氢氧化钠和蒸馏水为原料,采用水热法合成13X沸石,为探究其相变转化机理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外(FT-IR)光谱分析和拉曼(Raman)光谱分析等测试手段,对不同反应时间合成的样品进行了物相、显微形貌及骨架结构演变的分析.结果表明,13X型沸石的硅铝酸阴离子骨架在反应初期就已形成,其晶化过程是不同类型13X沸石的物相演化过程,对应于沸石骨架中硅铝原子比的不断修正.随着沸石骨架中硅铝原子比先减小后增大,13X沸石的相变过程经历了一个先正相变后逆相变的过程,总相变式为:13X型沸石(Ⅰ)(Na1.84[(Al2Si4)O11.92]·7H2O)→13X型沸石(Ⅱ)(Na2[Al2Si3.3O10.6]·7H2O)和13X型沸石(Ⅲ)(Na2.06Al2Si3.8O11.63·8H2O)→13X型沸石(Ⅳ)(Na2Al2Si2.5O9·6.2H2O)→13X型沸石(Ⅱ)和13X型沸石(Ⅲ)→13X型沸石(Ⅰ)和13X型沸石(Ⅲ).

集对分析在湖泊富营养化评价中的应用研究——区间数与三角模糊数组合的集对分析

针对湖泊富营养化评价的不确定性型多属性决策问题,提出了基于区间数与三角模糊数组合的集对分析模型,引入简单关联函数来确定指标的权重,详细介绍了湖泊富营养化评价的基本原理和关于区间数、三角模糊数转化为集对分析联系数的表示方法。通过计算联系数的模以及属性等级模与属性值模的同一度,再利用这些同一度并参照属性等级数n建立n元联系数,再建立等级与联系数的映射关系确定评价等级。应用该模型对我国9个湖泊的富营养化程度进行了评价,该方法的评价结果与实际情况相符,为湖泊富营养化的治理和保护提供了技术支持。

铝掺杂磷灰石型硅酸镧电解质的电导机理

采用燃烧法在600℃下5~7 min内成功制备了铝掺杂的La_(9.33)Si_(6-x)Al_(x)O_(26-0.5x)(x=0.5,1.0,1.5,2.0)(LSAO)固体电解质粉体,在800℃预烧12 h后,经压制成型、烧结制得LSAO陶瓷体。X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜证实燃烧法制备的LSAO纯度高,具有典型的P6_(3)/m磷灰石型结构;掺杂的Al^(3+)替换了Si^(4+)进入了[SiO_(4)]四面体结构中形成[Si(Al)O_(4)],并产生了氧空位;在1500℃烧结3 h得到烧结性能最佳的LSAO陶瓷体。电化学阻抗谱显示当掺量x<0.5时,La_(9.33)Si_(6)O_(26)(LSO)的电导率随掺量的增加而增强;当掺量x>0.5时,La_(9.33)Si_(6)O_(26)(LSO)的电导率随掺量的增加而降低,这归因于Al^(3+)掺杂形成氧空位,减小了氧离子传输过程中的空间阻力,电导率增大;然而,当Al^(3+)掺量过多,LSAO结构中间隙氧浓度大量减少,电导率降低。当掺量x=0.5时,电导率在800℃达到最大值为1.26×10^(-2) S/cm。该电导增强机理为氧空位缺陷增强电导机理。

基于Vague集的集对分析在湖泊富营养化评价中的应用

针对湖泊富营养化评价的不确定型多属性决策问题,提出了Vague集的集对分析模型,详细介绍了集对分析和Vague集的基本理论、Vague集的表示方法和Vague集相似度的同异反状态关系。建立了湖泊富营养化评价指标体系,引入了超标权重确定各湖泊指标权重,再依据待评湖泊关于等级i特征的Vague集和理想Vague集的相似度构成特征值法确定评价等级,并应用该模型对我国9个湖泊的富营养化程度进行了评价,该方法的评价结果与实际情况基本相符,为湖泊的治理和保护提供了科学依据。