La_(2-x)Sr_xNiO_4体系还原性能考察及La_(1.7)Sr_(0.3)NiO_4还原机理的研究

合成了四方晶系K_2NiF_4结构的La_(2-x)Sr_xNiO_4(0.0≤x≤1.0)系列复合氧化物。用多晶XRD技术测定其晶胞参数;用程序升温还原(TPR)技术研究了它们的还原性能。结果发现系列样品的最高还原峰温随组成(x)的变化次序和晶胞参数a的变化次序相反,而与c的变化次序相同。利用TPR和XRD技术考察了La_(1.7)Sr_(0.3)NiO_4的还原机理,发现此样品TPR图中前两个还原峰主要对应于Ni^(3+)还原成Ni^(2+)离子的过程,同时轴比率c/a的计算也间接佐证了这一点;并将最高还原峰归属于结构的破坏峰。

Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Co0.4Mn0.4)1-xO2(0≤x≤1)系列富锂材料的制备及性能

富锂材料具有大于200 mAh/g的可逆比容量,吸引了广大研究者的目光,成为近年来的研究热点。从材料相图出发,进行材料设计。采用醋酸盐固相化学法制备得到锂离子电池富锂正极材料Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Co0.4Mn0.4)1-xO2(0≤x≤1),应用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)、原子吸收光谱(AAS)对材料进行了成分分析,采用X射线多晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进行了结构和形貌分析、并对材料的电化学性能进行了测试分析。结果表明所得系列富锂材料均为层状α-NaFeO2结构(R-3m空间群),随着x值的减小,Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Co0.4Mn0.4)1-xO2(0≤x≤1)五种材料的首次放电比容量逐渐增大,循环性能逐渐提高。

La_2Cu_(1-x)Zn_xO_(4+δ)低频内耗研究

对La2Cu1-xZnxO4+δ(0≤x≤0.2)系列样品的低频内耗和模量进行了研究.发现0≤x≤0.005时样品在低温存在两个弛豫内耗峰,分别是由样品中两种状态的额外氧跳跃弛豫引起的;当0.05≤x≤0.2时样品只存在一个内耗峰,该内耗峰可归于由共价氧对的额外氧跳跃引起,其峰位随掺杂量的增加向高温移动.不同掺杂量样品的模量曲线揭示高温处的模量反常对应着体系的正交-四方结构转变;此相变发生的温度随掺杂量的增加向高温移动.

层状化合物La_2Ni_(1-y)Co_yO_(4+δ)的合成、结构与性能

采用氨基多羧酸配合物法合成La2Ni1-yCoyO4＋δ（y=0～0.2）超细粉料，研究陶瓷样品的结构和混合导电性能.研究结果表明，La2Ni1-yCoyO4＋δ具有正交结构（Fmmm空间群），Co离子取代增加了钙钛矿层中ab平面上Ni/Co—O键的键长、岩盐层中沿c轴方向上La—O键的键长和非化学计量氧含量，并有利于改善材料的烧结性能.随着Co离子含量的增加，总电导率的峰值温度向高温移动，高温段总电导率随温度的变化趋于平缓，但总电导率水平出现降低；增加Co离子含量还有利于提高氧离子导电性能.Co离子取代对陶瓷样品混合导电性能的影响与晶体结构参数的变化紧密相关.

La(OTf)_3催化合成2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮

研究了在三氟甲基磺酸镧(La(OTf)3)的催化条件下,以丙二酸和丙酮为原料,乙酸酐为缩合剂合成了2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮。考察了酸酮摩尔比、反应温度、反应时间及催化剂用量等因素对反应的影响。确定了其最佳反应条件为:取0.1 mol丙二酸,n(丙二酸)∶n(丙酮)=1.0∶1.1(mol/mol),催化剂用量为0.2 g/0.1 mol丙二酸,反应温度30℃,反应时间为3.0 h,在上述反应条件下,产品收率可达77.1%。

Bi_(1.6)La_(0.4)Ti_2O_7薄膜的制备及性能研究

采用化学溶液沉积法在ITO基片上制备不同退火温度的掺镧钛酸铋Bi1.6La0.4Ti2O7(BLT)薄膜。研究了其结构、介电性能、漏电流密度与外加电压I-V关系曲线和光学带隙。XRD射线衍射测试结果表明,经500、550、600℃1 h退火后的薄膜的主晶相为烧绿石结构,无杂相生成,600℃时BLT薄膜衍射峰比其他两种温度的强。在1 kHz频率下测得的介电常数、损耗因子分别为114,3%;129,3%;194,6%。BLT薄膜的漏电流密度与外加电压关系曲线表明,BLT薄膜600℃的漏电流比550和500℃稍微减小。通过透射谱分析得到BLT薄膜的光学带隙几乎不受温度影响,均为3.7 eV。这些结果表明制备BLT固溶体薄膜较佳为退火温度600℃,具有较好的性能,在光电器件有良好的应用前景。

厚膜型La_2Ni_xCu_(1-x)O_4复合氧化物的氧敏性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐法合成了La2NixCu1-xO4（x=0～0．5）复合氧化物，制成了厚膜型元件，研究了烧结温度、膜厚、介质粉含量等对材料氧敏性能的影响。测试结果表明：700℃烧结、膜厚为80μm、介质粉含量为5％的厚膜型La2NixCu1-xO4的氧敏性能最优，400℃时的灵敏度可以达到7．1。

La_2Co_xCu_(1-x)O_4(x=0～0.5)氧敏性能研究

将La2CoxCu1-xO4（x=0-0.5）复合氧化物做成了厚膜型气敏器件,研究了烧结温度、膜厚对材料氧敏性能的影响,结果表明：800℃烧结、膜厚为80μm时所制得的厚膜型La2Co0.1Cu0.9O4在400~700℃测试区间内的氧敏性能最优,在400℃时的灵敏度最大,可以达到6。

溶胶-凝胶法合成La_2Ni_xCo_(1-x)O_4及其在CH_4/CO_2重整反应中的应用

采用溶胶-凝胶法合成了一系列的钙钛矿型复合氧化物La2NixCo1-xO4(x=0.2,0.4,0.6,0.8),采用XRD、TPR作为表征手段,研究了其在CH4/CO2重整反应中的应用.实验结果表明:经800℃焙烧后,钙钛矿型复合氧化物的结构已形成,而经1 100℃焙烧后,结构已部分分解.在CH4/CO2重整反应中,x=0.2时,由于Ni含量较少,使得甲烷转化率比较低.随着x的增加,Ni含量增加,甲烷转化率提高,表明在CH4/CO2重整反应中,催化剂的Ni含量对催化活性的影响非常明显,而且催化剂活性都明显好于单纯的含Co的La2CoO4催化剂,这与文献[1]的结论一致.

溶胶-凝胶法制备Na_(1/2)La_(1/2)Cu_3Ti_4O_(12)粉体及陶瓷的结构与巨介电性研究

采用溶胶-凝胶法制备Na_(1/2)La_(1/2)Cu_3Ti_4O_(12)(NLCTO)粉体和陶瓷样品,探讨不同Ti^(4+)浓度、pH值和水含量对NLCTO粉体和陶瓷结构的影响。结果表明在Ti^(4+)浓度为0.75~1.0mol/L,pH=0.3~1.3,[H_2O]/[Ti^(4+)]=11∶1的条件下制备的干凝胶在800℃预烧后,粉体分散程度较好,颗粒均匀。在获得优越NLCTO粉体基础上制备的陶瓷材料介电常数约可达到1.9×10~4以上,介电损耗降低到0.039。

La_2Ni_(1-x)Fe_xO_(4+δ)复合氧化物的合成及表征

以EDTA为配位体,采用溶胶-凝胶法合成了La2Ni1-xFexO4+δ系复合氧化物,XRD结果表明,所有样品都具有K2NiF4型结构。通过碘量法测定结果表明Ni/Fe的平均化合价和样品的非化学计量氧含量,均随x的增加而增大;当x=0.2时,非化学计量氧含量最高为0.2462。通过FT-IR发现Fe的引入导致Ni-O键的振动加强,这有利于间隙氧离子的活动。交流阻抗法测定样品的离子电导率随x的增加而逐渐增大,同一样品离子电导率在低温段随温度的升高而增大,表现出小极化子占主要的电导作用。

La_2Ni_(1-x)Fe_xO_(4+δ)复合氧化物的合成及表征

以EDTA为配位体,采用溶胶-凝胶法合成了La2Ni1-xFexO4+δ系复合氧化物,XRD结果表明,所有样品都具有K2NiF4型结构。通过碘量法测定结果表明Ni/Fe的平均化合价和样品的非化学计量氧含量,均随x的增加而增大;当x=0.2时,非化学计量氧含量最高为0.2462。通过FT-IR发现Fe的引入导致Ni-O键的振动加强,这有利于间隙氧离子的活动。交流阻抗法测定样品的离子电导率随x的增加而逐渐增大,同一样品离子电导率在低温段随温度的升高而增大,表现出小极化子占主要的电导作用。

Ce_xPr_(1-x)O_(2-δ)复合氧化物的制备、表征及CO和CH_4氧化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了CexPr1-xO2-δ复合氧化物,用XRD和Raman光谱对复合氧化物的体相和表面结构进行了表征.结果表明,当x≥0.5时Pr离子完全进入CeO2晶格中形成单一立方相固溶体. CexPr1-xO2-δ(x>0.3)复合氧化物在465和1150cm-1附近出现具有CaF2结构的Raman特征峰,和由氧空穴引起的不对称振动产生的570和195cm-1 Raman 谱峰.固溶体的形成使还原温度降低,提高了复合氧化物的还原性能.CO氧化活性表明氧空穴的存在对CO氧化活性有一定的对应关系;而CH4氧化活性则与还原温度和强度有关.

LiNi_(0.5-x)Al_(2x)Mn_(1.5-x)O_4的制备、结构及电化学特征

采用喷雾干燥法合成了LiNi0.5-xAl2xMn1.5-xO4(0≤2x≤0.15)正极材料,研究Al掺杂对LiNi0.5Mn1.5O4材料结构与电化学性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、傅里叶红外光谱(FTIR)、循环伏安(CV)和充放电测试等手段对其结构及电化学性能进行表征.结果表明,Al取代Ni和Mn使材料的晶体结构发生了转变,空间群由P4332转变为Fd3m,同时增大了锂离子的扩散速率,提高了材料的倍率性能.在室温下,LiNi0.4 5Al0.1Mn1.45O4表现了最好的倍率性能,当放电电流为0.5 C时,放电容量为126 mA.h/g,当放电电流增加到5 C时,放电容量为109 mA.h/g,保持率达到了87%.此外,Al取代Ni和Mn有效降低了材料在高温下的Mn溶解量,从而有效改善了材料在高温大倍率下的循环性能.LiNi0.45Al0.1Mn1.45O4材料在50℃,倍率为3 C时,放电容量为121.7mA.h/g,循环50次后,仍可保留初始容量的94%.

锂离子电池正极材料Li_(1+x)Mn_(2-x)O_4的Jahn-Teller效应

锂离子电池正极材料在循环过程中存在着容量衰减的问题,其中Jahn-Teller效应是锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4在应用中容量衰减的难点。文章利用溶胶凝胶法制备富锂尖晶石Li1+xMn2-xO4,通过X射线衍射、晶格参数和cMn4+/cMn3+比值等参数,研究尖晶石LiMn2O4的Jahn-Teller效应;结果表明,当煅烧温度t=650℃,x=0.05时,有利于抑制Jahn-Teller效应。

溶胶-凝胶法制备Ni_xCo_(1-x)CoAlO_4尖晶石型复合氧化物及其催化分解N_2O性能(英文)

用溶胶凝胶法制备了一组NixCo1-xCoAlO4尖晶石型复合氧化物,并采用表面润湿浸渍K2CO3溶液进行了K掺杂改性,用于有氧气氛下的N2O催化分解反应。采用N2物理吸附、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、H2-程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂进行了表征,考察了催化剂组成、母液pH值、K负载量等制备参数对其催化活性的影响。结果表明,母液pH值为3、K/(Ni+Co)物质的量比为0.1的K/Ni0.15Co0.85CoAlO4催化剂具有较高的N2O分解活性,450℃N2O可完全分解。助剂K的加入弱化了催化剂表面金属氧键,提高了催化剂的还原性、催化活性和抗水性。

锂离子电池正极材料Li_(1+y)Z_nxMn_(2-x)O_4的相转移法合成及性能研究

采用相转移法制备富锂掺锌的锰酸锂前驱体,然后在空气中进行焙烧反应合成了尖晶石型的Li1+yZnxMn2-xO4粉体材料,并测试其结构形态特征。考察了该法合成的工艺条件对合成试样粉体产物电化学性能的影响。结果表明:当nLi:nZn:nMn=1.1:0.1:1.9时,反应时间为2h,在750℃空气环境下焙烧10h合成试样粉体过程较为简单,电极试样以10mA/g的恒电流密度充电至4.5V,并以相同的10mA/g恒电流密度放电至3.0V,其放电平台稳定在3.9V,比容量达到120mAh/g,性能稳定。

LiNO_3熔融盐Li^+插入法对LiMn_2O_4的化学修饰——富锂尖晶石Li_(1+x)Mn_(2-x)O_4的合成

采用含锂熔融盐锂插入法对具有尖晶石结构的二次锂电池正极材料LiMn2O4进行化学修饰,得到了一系列富锂的锂锰氧化物,通过ICP分析和草酸-高锰酸钾标准返滴定法确定了LiMn2O4及其修饰产物的化学式.研究表明:利用LiNO3为熔盐能够对LiMn2O4进行有效的锂插入反应,得到富锂产物;随着反应温度的增加和反应时间的延长,产物的Li、Mn摩尔比均呈现逐渐增加的趋势,并且温度越高趋势越明显;但是过高温度和过长时间都会导致Li2MnO3的生成.

固体电解质Li_(4+x)B_xSi_(1-x)O_4-yLi_2O的合成及导电性

用溶胶-凝胶法制备了Li4+xBxSi1-xO4-yLi2O(x=0.1～0.6;y=0.0～0.5)离子导体材料,并用DTA—TG,XRD及交流阻抗等技术对样品进行了测试,结果发现用溶胶-凝胶法可降低Li4+xBxSi1-xO4的合成温度;随Li2O的掺入可增强基质材料的致密性并可提高其离子的导电性能.

(Sr_(1-x)Ba_x)La_4Ti_4O_(15)微波介质陶瓷的显微结构及介电性能

采用传统的固相反应法制备(Sr1-xBax)La4Ti4O15(x=0~1,BSLT)微波介质陶瓷,并对其物相组成、晶体结构及微波介电性能进行分析。研究结果表明,Ba2+含量的增加降低了BSLT陶瓷的烧结温度,陶瓷的主晶相为(Sr,Ba)La4Ti4O15,并伴随有第二相La2TiO5的生成。在微波频率下,随Ba2+含量的增加,BSLT陶瓷的微波介电常数εr及品质因数与频率之积Q×f值先增大后减小,谐振频率温度系数τf为(-4^-11)×10-6/℃,优化出(Sr0.9Ba0.1)La4Ti4O15陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=47.5,Q×f=31 582GHz,τf=-7.5×10-6/℃。