甘氨酸燃烧法合成复合氧化物及电化学研究

用甘氨酸 硝酸盐燃烧合成法 ,制备镧锶镍复合氧化物的陶瓷粉末。按化学计量比 ,配制甘氨酸与硝酸盐水溶液。将先驱物加热蒸发过量水 ,产生一种粘稠溶液 ,再进一步加热使之自燃并迅速燃烧 ,制得了表面积较大的复合氧化物的陶瓷粉末。通过研究电极制备及测试 ,得到一系列循环伏安曲线。结果表明 :当催化剂与乙炔黑之比为 7∶3时 ,双功能氧电极有最大的催化电流。镍网和La0 .75 Sr0 .2 5 NiO3与乙炔黑组成的电极比镍网和乙炔黑电极有更好的催化活性。并详细讨论了氧还原和氧析出的电化学反应机理。报道了La0 .7Sr0 .3NiO3在充氧和未充氧时的电化学曲线 ,结果表明 :氧电极有双功能催化特性 ,但不是完全可逆。总结了LaxSr1-xNiO3电化学特性 ,当x =0 .1 5、0 .70、0 .75、1时 ,复合氧化物作为氧电极有明显的电催化特性。预测了该复合氧化物的陶瓷粉末在氧还原与氧析出电化学反应时的实际作用。

蓝色荧光粉Ca_2B_5O_9Cl∶Eu^(2+)的甘氨酸燃烧法合成及其发光性能

为探索LED用荧光粉Ca2B5O9Cl∶Eu2+的合成和发光性能,首次采用甘氨酸燃烧法于750℃下合成了Ca2B5O9Cl∶Eu2+蓝色荧光粉,研究了不同摩尔分数(x)的甘氨酸与硝酸溶液中铕离子的最佳反应配比(n甘氨酸∶nEu2+).用XRD、荧光磷光分光光度计对该荧光粉的物相及发光性能进行了表征和研究,结果表明:在340 nm激发下可得到434 nm处蓝光发射峰,属于Eu2+典型的4f65d1→4f7的跃迁所致.

Eu_2Sn_2O_7纳米晶的盐助甘氨酸燃烧法制备及结构表征

为了获得高分散、粒度分布均匀的Eu2Sn2O7纳米晶,该文在相对较低的温度下采用了盐助甘氨酸燃烧法制备方法。通过X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱及透射电镜等对产物进行了结构表征。结果表明：通过盐助甘氨酸燃烧法在700℃可获得超细的方块状的Eu2Sn2O7纳米晶,其粒度分布均匀,颗粒尺寸约为25 nm;在高分辨电镜图中,其晶格规则,说明所得Eu2Sn2O7纳米晶结晶性好,对应的晶面距为0.298 nm,相应于立方晶系的Eu2Sn2O7纳米晶的（222）晶面;室温下产物的荧光性质检测结果显示,在578-650 nm处出现了特征衍射峰,均相应于Eu^3＋f-f电子跃迁。

甘氨酸燃烧法制备红色YAl_(1-x)Cr_xO_3色料与表征

采用甘氨酸燃烧法合成了新型红色YAl1-xCrxO3色料。研究了Cr掺杂量,煅烧温度、保温时间以及矿化剂对YAl1-xCrxO3色料的颜色的影响。结果表明YAl1-xCrxO3色料的色度中的a*值随着Cr掺杂量的增加,煅烧温度的提高和保温时间的延长而增加,色料的红色增加明显。b*值具有与a*值相同的变化规律,其变化的原因是部分Cr3+向Cr4+转变。矿化剂Ca F2具有较好的矿化效果。在1300℃煅烧3 h,能够获得大红色高温YAl0.97Cr0.03O3色料(L*=55.26,a*=26.74,b*=17.44)。

甘氨酸燃烧法制备Co/CeO_2催化剂用于CO选择性氧化脱除

采用甘氨酸燃烧法制备了不同负载量的Co／CeO2催化剂，考察了钴负载量和反应温度对其在富氢气氛中选择性催化氧化CO的反应性能，并与浸渍法制备的Co／CeO2催化剂进行了对比；同时采用XRD、SEM和H2-TPR等手段对催化剂进行了表征．结果表明，在富氢气氛下，甘氨酸燃烧法制备的Co／CeO2催化剂，对CO的选择性催化氧化反应，具有较好的低温反应活性和较高的选择性．当钴金属氧化物负载量为30％时，在150～200℃，催化剂对CO的催化氧化率达到99％以上；并且在反应温度为150℃时，催化剂对CO催化氧化的选择性达到100％．另外，通过用XRD、Raman和TPR对催化剂进行分析表征，在甘氨酸燃烧法制备的催化剂中Co304具有较好的分散度，co和ce之间的相互协同作用提高了催化剂的催化氧化活性和选择性．

甘氨酸燃烧法合成纳米ZnO-MgO及其紫外光发射

利用甘氨酸燃烧法制备了ZnOMgO纳米复合材料,并在不同温度进行热处理.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外吸收谱,对其升温过程中的结构变化进行了表征,研究了热处理温度对样品室温光致发光行为的影响.结果表明,复合材料的发光性能与纯ZnO相比有很大改善,经900℃热处理的纳米复合材料,其发射谱由一个强紫外发射带(峰值385nm)构成;当热处理温度低于900℃时,发光强度随热处理温度的升高而增强,进一步将热处理温度升至1000℃时发光强度又明显降低.发光强度主要受ZnO、MgO纳米晶的粒子尺寸、结晶完善程度,尤其是受两相纳米粒子之间相互作用的影响.同时发现选择合适的甘氨酸与硝酸根离子的摩尔比,对改善样品紫外发光特性也很重要.

甘氨酸燃烧法制备GDC纳米粉体及其烧结的研究

采用甘氨酸燃烧法制备GDC(10 mol%的Gd_2O_3掺杂的CeO_2)粉纳米体,研究了添加不同甘氨酸用量对GDC粉体的影响,不同烧结温度对GDC烧结体的烧结性能的影响。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)测试分析标明:不同甘氨酸添加量均能合成GDC纳米粉体,但随着甘氨酸添加量的增加,GDC的晶粒尺寸也增大,在1250℃下烧结3 h均能得到相对密度达到97.0%的GDC烧结体。随着温度升高,GDC烧结体的晶粒长大明显,小孔洞数量减少,孔径增大。

甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备Beta-Al_2O_3固体电解质研究

甘氨酸(GNP)为还原剂、硝酸盐为氧化剂,利用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备beta-Al_2O_3前驱粉料。利用热分析(TG/DSC)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、核磁共振(NMR)和交流阻抗谱(EIS)等测试技术对beta-Al_2O_3的合成工艺进行研究。结果表明:该法合成beta-Al_2O_3前驱粉料的温度为1150℃,比固相反应法低了150℃,平均粒径约为42.0nm,具有较好的成型和烧结性能。将素坯在1620℃保温烧结,得到的烧结体的结构中Al(Ⅳ)和Al(Ⅵ)分别位于δ=45和δ=-6附近,相对密度为97.6%;350℃时的离子电导率为0.046S·cm^(-1)。

La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)的甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备和表征

分别采用固相反应法、甘氨酸一硝酸盐燃烧法合成了具有钙钛矿结构的中温固体电解质La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)。用XRD、直流四电极和扫描电镜分析了电解质的晶体结构、电化学性能和显微结构。扫描电镜分析表明:用甘氨酸一硝酸盐燃烧法制备LSGM成相温度低,1400℃烧结2h即可获得单相的LSGM。SEM表明烧结体具有良好的微观结构。用甘氨酸一硝酸盐燃烧法制备的LSGM在850℃时的电导率为0.1 S·cm^(-1),高于固相反应法制备的样品的电导率。与固相反应法制备LSGM相比,用甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成LSGM有利于降低烧结温度,提高纯度,改善电解质的性能。

盐助甘氨酸自蔓延燃烧法合成系列Ln_2Zr_2O_7纳米晶体

以硝酸锆和硝酸稀土为原料,甘氨酸水溶液和无机盐作为溶剂和分散剂,通过盐助甘氨酸自蔓延燃烧法(Salt-assistant glycine combustion method,SGCM)得到的前驱体在700℃以下热处理,合成了系列Ln2Zr2O7纳米晶。探讨了最佳反应条件,研究了反应历程,讨论了惰性盐助剂在反应过程中的作用,比较了使用盐助剂与否对产物的分散性差别等。结果表明,在盐助甘氨酸自蔓延燃烧法合成中通过改变nGly/nNO3-的比率,调节盐助剂量nSalt/nM来对反应温度进行控制,得到的产物的结晶度高,团聚少,粒子更均匀,尺寸在20nm左右,晶体形貌完整,光催化活性强;Ln2Zr2O7的光催化主要源于稀土离子;稀土离子的光催化与4f电子结构的相关性,和稀土离子磁矩与4f电子结构的相关性是同源的。

燃烧法制备Y_2O_3:Eu^(3+)红色荧光粉的研究

采用甘氨酸燃烧法制备了Y_2O_3:Eu^(3+)荧光粉,甘氨酸与硝酸盐物质的量之比为0.3,氧化铕与氧化钇的比例在0.9%～15%范围荧光性能都很好,并对发光性能、颗粒粒度及影响因素进行了分析。

超声结合甘氨酸-硝酸盐燃烧法低温制备La_2CuO_4

为了提高燃烧法制备过程中前驱体的收集率和降低烧结温度,设计了一套用于燃烧法的装置,使用此装置,采用超声结合甘氨酸-硝酸盐燃烧法低温制备La2CuO4复合氧化物。通过XRD衍射,IR光谱等表征手段,考察了甘氨酸与金属离子摩尔比、超声条件对降低烧结温度的影响,研究结果表明:自制用于燃烧法的装置可使燃烧后得到的La2CuO4前驱体的收集率提升到98%;在超声功率为100W,超声时间2 h条件下,调整甘氨酸与金属离子物质的量之比为2.5∶1时,在自制燃烧装置中燃烧后得到的前驱体经550℃低温烧结即可成功制备La2CuO4复合氧化物。

燃烧法合成Li^+共掺Er^(3+)∶Y_2O_3纳米晶体发光增强特性

利用甘氨酸燃烧法制备了Li+和Er3+共掺的Y2O3纳米晶体粉末,进行了X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和光致发光测试,研究了Li+掺杂浓度对粉末的晶形结构和荧光强度的影响。结果表明,制备出的样品结晶性较好,随着Li+共掺分数的增大,Er3+∶Y2O3纳米晶体在室温下的1.5μm光致发光强度有了显著的提高。Li+的引入对改变Er3+∶Y2O3的晶格对称性,提高的Er3+发光效率起到了重要的作用。

双功能氧电极LaCo_(1-y)Mn_yO_3的合成及电化学性能

用甘氨酸硝酸盐燃烧法制备了复合氧化物LaCo1-yMnyO3（y=0-0.5,0.7,0.9）,并对它进行了XRD结构分析.用此复合氧化物制备了双功能氧电极,采用三电极体系在通氧或不通氧下测试氧还原和氧析出的循环伏安曲线,同时研究了氧电极的动力学特征,通过化学动力学参数得到氧还原和氧析出的活化能,采用恒电位电化学方法初步评价了该氧电极的电催化活性.结果表明：该复合氧化物粉体均为钙钛矿单相,平均粒径在14.2-20.2 nm之间.该氧电极具有双功能催化特性,但不完全可逆,其中LaCo0.7Mn0.3O3的双功能电催化活性最好.

复合氧化物La_xSr_(1-x)Fe_(1-y)Co_yO_3的合成与表征

用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备了陶瓷粉末复合氧化物LaxSr1-xFe1-yCoyO3(x=0.7,0.3;y=0.30,0.75,0.90),其结构经UV,IR,XRD,SEM和EDS表征。复合氧化物为立方和正交晶系,粒径15.3nm～29.8nm。Co2+可使复合氧化物中原子间作用力发生变化。循环伏安曲线分析结果表明,用复合氧化物制备的电极具有双功能氧化电极的电化学特征。

GDC纳米粉体的烧成温度对其电导率的影响

采用甘氨酸燃烧法制备GDC(10 mol%的Gd_2O_3掺杂的CeO_2)纳米粉体,研究了不同烧结温度对GDC烧结体的电性能的影响。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和交流阻抗(EIS)测试,实验结果标明:采用甘氨酸能合成GDC纳米粉体在1250℃下烧结3 h均能得到相对密度达到97.0%的GDC烧结体。随着温度升高,GDC烧结体的晶粒长大明显,小孔洞数量减少,孔径增大,电导率降低,氧离子活化能增大。曲线拟合发现三种烧结温度下烧结的GDC电解质氧空位从团簇中解离成为自由氧空位的温度点温度点为550℃。

SOFC电解质材料La0.8Sr0.2Ga0.8-xMg0.2CoxO3-δ的制备及性能

利用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备不同浓度Co掺杂的La0.8Sr0.2Ga0.8-xMg0.2CoxO3-δ固体氧化物燃料电池电解质材料,并对其晶体结构、形貌以及电学性能进行表征.结果表明:随着Co掺杂量的增加,样品无明显杂相峰,其谱峰略向小角度一侧移动,晶胞体积略增大,平均粒径逐渐减小;Co掺杂对电导率影响显著,晶粒电导率是导致样品总电导率升高的主要因素.

SOFC阴极材料LSM的合成及性能研究

分别采用固相法、甘氨酸-硝酸盐燃烧法和溶胶-凝胶法制备了固体氧化物燃料电池阴极材料La0.8Sr0.2MnO3(LSM)。将合成的粉体在不同的温度下烧结,并通过XRD确定粉末成相最低烧结温度为900℃;利用扫描电镜(SEM)对合成的粉体进行微观结构的观察和分析;采用Van-der Pauw四电极法测量片状阴极的直流电阻进而计算电导率;采用三电极法研究LSM阴极材料的电化学性能;结果表明,溶胶-凝胶法制备的LSM阴极与电解质的界面阻抗最小。同时,将3种方法制备的LSM应用到多孔阳极支撑型的固体氧化物燃料电池上,制备成全电池,并采用四电极法对全电池的输出性能进行测试分析,结果表明,溶胶-凝胶法制备的LSM阴极材料电化学性能良好,最大输出功率密度达317mW.cm-2。因此,溶胶-凝胶法合成的LSM粉末能够有效满足固体氧化物燃料电池阴极材料的要求。