Gd0.2Ce0.8O2包覆LaNi0.6Fe0.4O3-δ阴极制备及性能

应用丝网印刷和共烧结制备LaNi0.6Fe0.4O3-δ/Sc0.1Zr0.9O1.95/LaNi0.6Fe0.4O3-δ对称电池.以硝酸铈和硝酸钆为原料,柠檬酸作燃料,燃烧合成Gd0.2Ce0.8O2(GDC)包覆的LaNi0.6Fe0.4O3-δ(LNF)阴极.实验表明,在750oC工作温度下,纯LaNi0.6Fe0.4O3-δ阴极的极化电阻为0.70Ω.cm2,而21.3%(by mass,下同,如无特殊标注均为质量分数)GDC包覆的LNF-GDC复合阴极的极化电阻最小(0.13Ω.cm2),活化能最低(136.80 kJ.mol-1),故其阴极性能最佳.GDC的包覆加速了气体/阴极/电解质三相界面反应区的扩散过程,降低了阴极极化电阻.

低温SOFC用阴极材料LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_3

用固体氧化物燃料电池技术,考察了钙钛矿型氧化物LaNi0.6Fe0.4O3（LNF-64）作为阴极材料在低温（400℃、500℃）下的电化学性能,以复合材料[Ce0.8Sm0.2O2-δ（SDC）和碳酸盐（Na2CO3和Li2CO3）]为电解质,分别以NiO和LNF-64为阳极和阴极。结果表明,通过碳酸盐共沉淀法得到的LNF-64前驱体粉末,在900℃下煅烧4 h,形成了单一的菱形结构,粉末粒径约为300～500 nm。单体电池在500℃下的最大功率密度和短路电流密度分别为213 mW/cm^2和720 mA/cm^2。

中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ln_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(1-χ)Co_χO_(3-δ)的合成和性能表征

采用固相反应法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ln0.6Sr0.4Fe1-χCoχO3-σ（Ln=La,Pr;Nd,Sm和Gd）粉体.对其进行结晶学表征,分析氧含量和失重与温度的关系,并研究了其电导率随温度的变化规律及其与Ce0.8Gd0.2O1.9（CGO）电解质的化学相容性.实验表明,600～800℃;所有样品的电导率均高于100S/cm,其中Nd0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-σ的电导率高达600S/cm,并且与CGO电解质都具有良好的化学相容性.

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3钙钛矿复合氧化物的柠檬酸盐法合成与导电性能

采用柠檬酸盐法合成出La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物超细粉料,考查了各种影响溶胶与凝胶的形成以及合成粉料晶体结构与颗粒形态的因素,并确定了最佳的合成条件。研究了烧成温度对La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3电导率的影响,发现1200℃是最合适的烧成温度。研究结果表明,在室温～900℃范围内,样品的电导率在600℃附近出现峰值(～103S·cm-1),在低温段样品的导电行为符合小极化子导电机制,不同烧成温度的样品的导电活化能基本一致(5.31～5.79kJ·mol-1)。与常规固相合成法相比,柠檬酸盐法合成的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3具有更高的烧结活性和电导率。

溶胶凝胶自燃烧法合成Mn_(0.6)Cu_(0.2)Zn_(0.2)O(Fe_2O_3)_(0.98)纳米晶铁氧体及其磁性能研究

利用溶胶凝胶自燃烧法 ,在室温下直接合成了 30nm左右的Mn0 .6 Cu0 .2 Zn0 .2 O(Fe2 O3) 0 .98纳米晶铁氧体。借助于DTA -TG ,IR ,XRD和VSM技术 ,对干凝胶的热分解过程 ,自燃烧本质及合成纳米晶的磁性能进行了研究。研究表明 ,由金属的硝酸盐和柠檬酸形成的干凝胶具有自燃烧的特性。自燃烧的实质是在热诱导下的氧化还原反应。XRD结果表明 ,通过自燃烧反应可以直接获得纯的锰铜锌铁氧体相而无Fe2 O3相的存在。当对自燃烧粉进行预烧时 ,随着预烧温度的提高 ,有Fe2 O3相的出现。随着预烧温度的升高 ,Mn0 .6 Cu0 .2 Zn0 .2 O·(Fe2 O3) 0 .98铁氧体粉体的矫顽力由未经预烧时的 9.0 395kA·m- 1 线性下降到经 10 0 0℃预烧后的 4.72 46kA·m- 1 。但是 ,饱和磁化强度的变化却是先下降再升高。所获得的Mn0 .6 Cu0 .2 Zn0 .2 O(Fe2 O3) 0 .

La_(0.6)M_(0.4)Fe_(0.8)Cr_(0.2)O_(3-δ)(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积>20m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0,6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率>50S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.

钙钛矿复合氧化物La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的合成与电学性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成出La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3超细粉体,探讨各因素对产物的晶体结构和显微形貌的影响,研究烧成温度对电导率的影响.研究表明,G/Mn+控制在2.0—3.0、热处理温度为750℃是最佳的合成条件,1200℃烧成样品具有最优良的电性能.在室温～900℃温度范围内,样品的电导率在600℃附近出现最大值,低温段的导电行为符合小极化子导电机制.与常规固相法相比,GNP法制备样品具有更好的烧结活性和导电性能.

SOFC纳米La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.4)Fe_(0.6)O_3阴极粉体的制备及性能表征

采用EDTA-柠檬酸复合络合法合成了固体氧化物燃料电池(SOFC)纳米阴极粉体La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3(LSCF)。运用TG-DTA、FT-IR、XRD、SEM、TEM和电化学分析仪分别对产物形成过程、晶体结构、粉体形貌和电化学性能进行了分析与表征。实验结果表明:在溶胶-凝胶法制备过程中,采用EDTA和柠檬酸同时作为络合剂进行络合反应所制备的凝胶,能在较低的温度(600℃)下生成按化学计量配比的钙钛矿晶体La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3,800℃下煅烧的粉体粒子仅为20～30nm,粒子大小较一致,团聚体较少,呈球形。进一步测试其电化学性能,采用该粉体制备阴极的阳极支撑型SOFC纽扣电池(GDC+Ni GDC LSCF)具有较高的性能,以氢气为燃料,空气为氧化剂,在700℃、750℃工作温度下,最大功率密度分别为0.72 W cm-2,0.85 W cm-2,与相同条件下采用柠檬酸单一络合法制备的LSCF粉体相比,电性能有明显提高,其最大功率在700℃、750℃下分别只有0.22 W cm-2、0.46 W cm-2。

Sm_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.4)M_(0.6)O_3(M=Co,Mn,Fe)作为IT-SOFCs阴极的结构与性能

通过X射线衍射(XRD)、热重、热膨胀、电导率以及交流阻抗等测试方法,研究了Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3(M=Co,Mn,Fe;分别简写为SSCC,SSCM,SSCF)作为中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极的结构与性能.研究表明,固相法合成的Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3均为正交钙钛矿型结构,材料的结构参数和性能都与M元素半径及M—O的键能有关.晶胞参数随着Co、Mn、Fe的顺序增大.材料的氧空位浓度、热膨胀系数、电导率、电极催化活性随着Co、Fe、Mn的顺序降低.同时由于SSCM较低的氧空位浓度,使得电极反应受到氧在电极内的扩散过程控制,具有较差的电极催化性能,而SSCC和SSCF较高的氧空位浓度,电极反应同时受到电极表面氧还原反应和氧离子在电极中的扩散过程混合控制.由于SSCF具有较高的氧扩散系数,使得700℃以上SSCF电极表面氧还原电阻(ASR)也低于SSCC的,因而出现了SSCF的总电极催化活性高于SSCC的现象.

晶化时间对纳米Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4吸波性能的影响

利用水热法在碱性条件下生成反应前驱体,静置陈化后进行晶化反应,经过洗涤及烘干,得到纳米Ni0.6Zn0.4Fe2O4,并用XRD、TEM、PNA对其进行表征和分析,研究了水热法中晶化时间对样品粒度、形貌及电磁波吸收性能的影响。结果表明：晶化反应在8 h时颗粒呈类球形结构,结晶完整,平均粒径约为2025 nm,随着晶化时间的延长,晶粒明显长大变为不规则的多边形结构。当晶化温度为180℃,晶化时间8 h时制得的纯相纳米Ni0.6Zn0.4Fe2O4,在18 GHz宽频段内,损耗因子在3.2 GHz处达到最大值为1.08,吸波性能最好,提高了铁氧体在低频L、S波段范围内的吸波性能。

Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法计算了Pb(Zr0.4Ti0.6)O3五层超晶胞的顺电相和铁电相的电子结构.由态密度、电子密度和能带结构的计算结果发现顺电相下钛氧八面体Ti-O6和锆氧八面体Zr-O6在铁电相中分裂为由1个O1离子和4个O2离子组成的金字塔结构Ti-O5和Zr-O5;与顺电相相比,铁电相中钛离子的3d电子和氧离子的2p电子存在更强的轨道杂化,这种杂化降低了离子间的短程排斥力,使得具有铁电性的四方结构更为稳定,而且钛离子与氧离子的相互作用对于铁电相Pb(Zr0.4Ti0.6)O3沿c轴自发极化的贡献大于锆离子与氧离子的相互作用;由电子密度的分布可推断立方结构的Pb-O键呈现离子键特征,而铁电相下Pb-O键则有较大的共价成分,铅离子与氧离子的这种轨道杂化对Pb(Zr0.4Ti0.6)O3的铁电性起重要作用.所得结果对深入理解Pb(Zr0.4Ti0.6)O3铁电性的微观机理具有参考价值.

微细Fe_2O_3粉在Fe-2%Ni-1%Cu-0.6%C粉末冶金材料中的助烧结特性

在Fe-2%Ni-1%Cu-0.6%C混合料中加入了少量微细Fe2O3粉末作为烧结助剂,研究Fe2O3粉末的添加量对混合料的压缩性、烧结合金的密度和强度以及氧和碳含量等的影响,研究微细Fe2O3粉末对合金的助烧结行为。结果表明:混合料中Fe2O3含量大于0.3%(质量分数)时,会导致成形生坯密度下降;当Fe2O3添加量为0.3%时,烧结合金的密度最高,经1120℃烧结0.5和1 h后,合金的抗弯强度比同等烧结条件下未添加Fe2O3样品的分别提高6.5%和4.2%。少量Fe2O3粉在材料烧结时对碳含量损失率的影响较小,然而可以降低烧结体中的氧含量。在压坯的烧结过程中,Fe2O3还原后于750℃左右开始加速基体颗粒间的连结,虽然在1050℃以上时微细粉的助烧结作用减弱,但烧结体中孔隙更趋于球化。

水热法制备Ni/Zr_(0.4)Ce_(0.6)O_2-Al_2O_3催化剂上CH_4-CO_2重整反应研究:NiO含量的影响

采用水热合成法制备不同NiO含量的Ni Zr0 4 Ce0 6 O2 Al2 O3催化剂 ,使用X射线衍射 (XRD)和H2 的程序升温还原 (H2 TPR)对样品进行表征 ,研究了NiO的含量对催化剂结构和CH4 CO2 重整性能的影响。结构表征表明 ,少量Ni组分能在催化剂表面分散并进入CeO2 ZrO2 固熔体晶格间隙而被固熔体包裹 ,并使固熔体晶粒变小 ,促进了固熔体的低温还原 ,而过量的NiO暴露在外生成NiO颗粒。活性测试结果表明 ,NiO含量少的样品活性随反应进行有较高的增长。选择适当空速 ,能使CH4 CO2 以 1∶1反应。

硝酸处理对EDTA-柠檬酸联合络合法制备La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)的影响

在EDTA-柠檬酸联合络合法制备LSCF复合氧化物的过程中,利用浓硝酸对LSCF的固态前驱体进行处理,实现前驱体低温自燃烧反应.以H_2O_2分解作为模型反应考察不同制备条件对催化性能的影响.通过系统研究固态前驱体水溶液的pH值和固态前驱体的FT-IR结果,对其分解过程进行了分析,并解释了自燃发生的原因.通过XRD考察了初级粉体经高温焙烧后产物的晶体结构.研究结果表明:硝酸处理可以抑制LSCF晶粒生长,并且提高LSCF的双氧水催化性能,其中LSCF-40-900的催化性能最好.

Ca取代Sr对Sr3Al0.6Si0.4O4.4F0.6∶Ce3+荧光粉的发光性能影响

采用高温固相法合成Ca取代Sr3Al0.6Si0.4O4.4F0.6∶Ce3+中Sr的Sr3-x Ca x Al0.6Si0.4O4.4F0.6∶Ce3+荧光粉。由于Sr3Al0.6Si0.4O4.4F0.6∶Ce3+中Sr具有十配位Sr(1)和八配位Sr(2),所以激活剂离子Ce3+也具有两个不同的占位。结合Ce3+的光谱结果和Van Uitert经验公式,分别研究了十配位Ce(1)3+和八配位Ce(2)3+的猝灭浓度和荧光寿命,指出是由于Ca的掺入减小了Ce(1)3+发光中心,增加了Ce(2)3+发光中心,从而出现随着Ca/Sr比增加,样品在400 nm激发下发光强度减小,而在460 nm激发下发光强度增大的现象。同时,Ca的掺入增强了粉体发光的热稳定性。调节Ca含量可以使粉体实现从绿黄色到黄色的发光,表明Sr3-x Ca x Al0.6Si0.4-O4.4F0.6∶Ce3+荧光粉是一款潜在的适合近紫外和蓝光激发的白光LED用荧光粉。

LaNiO_3/PbZr_(0.4)Ti_(0.6)O_3/LaNiO_3的疲劳特性研究

采用化学溶液法在Si基衬底上制备了PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3异质结构。X-射线衍射测量结果表明,制备的PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3异质结构中PbZr0.4Ti0.6O3薄膜呈高度(100)择优取向;原子力显微镜测量表明制备的PbZr0.4Ti0.6O3薄膜的表面平整、均匀、结构致密;RT-66A测量表明,400 kV/cm的外加电场下,LaNiO3/PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3结构具有优良的铁电性,剩余极化强度为14.6μC/cm2,矫顽电场为41 kV/cm。翻转1×108次极化下降小于10%,显示了很好的疲劳特性。并进一步研究了Pb含量对PbZr0.4Ti0.6O3薄膜的微结构和极化特性的影响。

(Pr_(1-x)Nd_x)_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)体系双稀土阴极材料的氧化学扩散系数及电学性能的研究

采用固相反应法合成了(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(x=0.2、0.4、0.6、0.8)钙钛矿氧化物系样品,采用XRD分析物相结构,采用XPS分析化学状态,用电导弛豫法研究了(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ系样品的氧化学扩散性能。实验结果表明,(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ体系样品的氧化学扩散系数Dchem随温度的升高、Nd含量的增加而上升,电导率随氧分压的增大而增大;样品(Pr0.2Nd0.8)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ氧扩散系数最大,在800℃时达到6.75×10-5cm2/s;样品(Pr0.2Nd0.8)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ在600℃下氧分压为1.0×105Pa时电导率达到最大值为1318.138S/cm,是比较理想的固体氧化物燃料电池的阴极材料。

一种抗CO_2中毒的高电化学性能质子导体电解质

制备了一种高电化学性能的抗CO2中毒的低温质子导体固体氧化物燃料电池电解质BaZr0.4Ce0.4Y0.2O3(BZCY4),并通过双层共压法制备出NiO+BZCY4阳极支撑的单电池.该电池以质子导体材料BZCY4氧化物为电解质,钙钛矿型材料Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3(BSCF)为阴极,在750和400oC下的功率密度分别为219和57mW/cm2.

含Ni-Nb阻挡层的硅基Pb(Zr_(0.4),Ti_(0.6))O_3电容器的制备及铁电性能研究

采用Ni-Nb薄膜作为导电阻挡层,以La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)为底电极,构建了LSCO/Pb(Zr0.4,Ti0.6)O3(PZT)/LSCO异质结电容器。使用X射线衍射仪和铁电测试仪对其进行结构表征和性能测试。实验发现:Ni-Nb薄膜为非晶结构,PZT薄膜结晶状况良好。LSCO/PZT/LSCO电容器在5 V外加电压测试下,电滞回线具有良好的饱和趋势,剩余极化强度Pr为35.5μC/cm2,矫顽电压Vc为1.42 V,电容器具有良好的抗疲劳特性和保持特性。

热处理制度对纳米晶Mn0．6Zn0．4Fe2O4铁氧体纤维结构和磁性能的影响

以柠檬酸及金属盐为原料，采用有机凝胶先驱体转化法制备直径0．5～3．0μm、平均晶粒尺寸为8．7～31．8nm的Mn0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体纤维。利用XRD、SEM和VSM分别对前驱体凝胶的结构、热处理产物的物相、形貌及磁性能进行表征。结果表明：Mn—Zn铁氧体相的稳定性主要受热处理气氛中氧含量的影响，在空气气氛中将发生部分分解，而在氮气气氛中能获得纯的尖晶石型铁氧体相；在400℃时获得的Mn0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体纤维因晶粒尺寸小于临界尺寸而表现出超顺磁特性，但随热处理温度的升高和保温时间的延长，Mn0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体纤维的饱和磁化强度、矫顽力和晶粒尺寸均逐渐提高，特别是在500℃以后，增长尤为显著。