固相反应合成Ba_(1.0)Co_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)的动力学(英文)

依据新的固相反应模型,采用非等温热重和差示扫描量热法研究了由BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5粉末固相反应合成Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的动力学.考察了高速机械搅拌方式混料和球磨方式混料对合成动力学的影响.结果表明,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、BaFeO3和BaNbO3三相之间固溶生成均相的Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ,此过程中伴随有氧的脱出.应用修正的模型对实验结果进行了拟合,实验数据和理论模型符合良好.高速机械搅拌样品加成反应阶段的活化能为376.76kJ·mol-1,仅为球磨样品加成反应阶段活化能494.76kJ·mol-1的3/4.高速机械搅拌工艺促进了离子的扩散,有利于后续反应的进行,是更为有效、节能、环保的混料方式.

KOH处理法固相合成钙钛矿型氧化物Ba_(1.0)Co_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)

采用固相反应法以KOH室温预处理后的BaCO3,CoCO3,Fe2(C2O4)3.5H2O和Nb2O5混合原料,在空气或氮气气氛中合成了立方钙钛矿相复合氧化物Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ粉体,并用合成粉体制备了透氧膜片。利用XRD和SEM等手段研究了合成温度和焙烧气氛对合成粉体相转变和形貌的影响。KOH预处理得到的前驱体在N2气中于1173K焙烧10h合成了立方相Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的粉体,与在空气中焙烧相比合成温度降低250K。利用前驱体在1073K焙烧10h所得粉体在空气中烧成了透氧膜片。讨论了烧成温度对膜显微结构的影响,在空气中于1373K保温10h制备的膜表断面非常致密,满足透氧膜工作的气密性要求。

氧化铈基燃料电池高性能阴极研究

研究了用于中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的高性能新型阴极材料Ba1.0-xCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(B1-xCFN,x=0,0.05,0.10)。以氧化钆掺杂氧化铈(GDC)为电解质,制备了B1-xCFN||GDC||B1-xCFN和La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)||GDC||LSCF对称电池,对比了不同组成Ba含量的B1-xCFN和LSCF阴极的电化学性能;并将B1-xCFN和LSCF阴极制备在NiO-GDC||GDC阳极支撑半电池上,研究其在全电池中的性能。结果表明,500℃时,B1-xCFN(x=0,0.05,0.10)的Rp值分别仅为LSCF的10.52%、7.72%和4.33%;650℃时,B1-xCFN(x=0,0.05,0.10)的Rp值分别是LSCF的66.62%、51.49%和42.76%;在500～650℃,以B1-xCFN为阴极的单电池性能也均显著高于以LSCF为阴极的电池性能,B1-xCFN电极表现出了优良的氧催化活性,是极富应用前景的中低温固体氧化物燃料电池阴极材料。