缓冲溶液法制备钴酸锶钐阴极材料及其性能

以硝酸盐为前驱体，NH3·H2O-NH4HCO3为沉淀剂，用缓冲溶液法制得了Sm1-xSrCoO3复合沉淀物，将其在800～1000℃不同温度煅烧5h。用x射线衍射、透射电镜对煅烧产物的相组成和微观形貌进行了测定。所制备的（Sm1-xSr2CoO3）粉体模压成形后，在1000～1200℃进行烧结。用Archimedes排水法测定了烧结体的密度和孔隙率。用扫描电镜对烧结体的微观结构进行了观测。用直流四端子法测定了烧结样品的电导率。实验结果表明：缓冲溶液法所获得的沉淀物在800℃煅烧形成了具有钙钛矿结构的Sm1-xSrxCoO3粉体，其粒度均匀细小，形状规则。在一定的烧结温度，Sm1-xSrxCoO3烧结体具有多孔结构。随着烧结温度的增加，烧结体密度增大，孔隙率和孔径减小。Sr的掺入，使Sm1-xSrxCoO3烧结体的电导率明显高于未掺杂的SmCoO3。在500～800℃，Sm1-xSrxCoO3材料的电导率随温度的增高而降低。在500℃，样品Sm0．6Sro4CoO3的电导率可达2700S·cm^-1。

钴酸锶镧阴极的性能及其在封离式CO_2激光器中的应用

对钴酸锶镧的结构、导电性及催化活性等进行了研究。结果表明，它是制作阴极的良好材料，用它制作封离式ＣＯ＿２激光器的阴极，可提高激光器的性能。

新型光催化剂掺锶钴酸镧的研究

以溶胶—凝胶法合成了催化剂 ,实验了光催化剂中Sr掺杂量、光照时间和催化剂用量对染料酸性铬蓝脱色率的影响 ,结果表明 :La1 -xSrxCoO3

大比表面积锶掺杂钴酸镧高效纳米催化剂制备与表征

采用柠檬酸络合法和柠檬酸络合,水热合成联用法制备了La_(1-x)Sr_xCoO_(3-δ)(x=0,0．4)纳米粒子催化剂,应用X射线衍射(XRD)、高分辨扫描电子显微镜(HRSEM)、元素分析(EDX)、X光电子能谱(XPS)、程序升温脱附(O_2-TPD)、程序升温还原(H_2-TPR)以及比表面积和氧化态测定等技术表征了这些催化剂的物化性质,考查了其对乙酸乙酯氧化反应催化活性．结果表明,所得催化剂均为单相菱方钙钛矿结构,比表面积16～26 m^2/g,柠檬酸络合-水热合成联用法所得催化剂为较均匀的短棒状纳米粒子．Sr的掺杂增加了Co^(3+)和氧空位含量,提高了低温活化吸附氧分子的能力,促进了晶格氧的活动度,以及改善了氧化还原性能．催化活性以柠檬酸络合-水热合成联用法所得La_(0．6)Sr(0．4)CoO_(2．78)最佳,且无副产物形成．基于以上实验结果,我们认为催化活性除了与比表面积有关外,还与其结构缺陷(氧空位)浓度和氧化还原能力相关．

锶钴掺杂铁酸镧修饰的直接碳固体氧化物燃料电池银基阳极的催化性能

直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)银基阳极具有高化学稳定性和抗硫抗积碳性能,然而受制于较差的催化性能,使得DC-SOFC的电化学性能一直无法让人满意。锶钴掺杂铁酸镧(LSCF)是一种催化性能佳,且兼具电子电导和离子电导的电极材料。通过LSCF修饰DC-SOFC的银基阳极(银-钆掺杂的氧化铈,Ag-GDC),显著提高了银基阳极的催化性能和相应的电池输出性能。在850℃,对应的DC-SOFC的最大功率密度由224 mW/cm^(2)提高264 mW/cm^(2)。相应的半电池阻抗谱、电极材料的微观形貌和晶型结构、与恒电流放电测试表明,在LSCF修饰后,Ag-GDC的极化阻抗由0.543Ω·cm^(2)降低至0.373Ω·cm^(2),电极的微观形貌和晶型结构稳定,对应电池的燃料利用率由51.3%提升至57.9%。因此,LSCF修饰的Ag-GDC是一种性能良好且化学稳定的DC-SOFC理想阳极材料,有望推动DC-SOFC技术的进一步发展。

SrCoO_x粉体的合成及其光催化氧化活性

采用柠檬酸聚络合法,在800℃焙烧10h合成了纯度较高、具有氧空位的SrCoOx复合金属氧化物。用X射线衍射和扫描电子显微镜 对SrCoOx进行了分析,确定其具有六方晶系结构,所属空间群为P63/mmc(194),晶格参数a为(0.5486±0.006)nm,c为(0.420±0.006)nm。 粉体的颗粒形态相似,大小较为均匀,粒径为250nm左右。在含SrCoOx催化剂悬浮液中进行水溶性偶氮型酸性染料(酸性红G)光催化降解 实验,结果表明:SrCoOx粉体具有较好的催化性能,紫外光照射60min,可将酸性红G完全分解。

La_（1－x）SrxCoO_（3－y）导电陶瓷制备工艺的研究

用固相反应法制备了Ｌａ＿（１－ｘ）Ｓｒ＿ｘＣｏＯ＿（３－ｙ）导电陶瓷材料，研究了制备工艺对烧结性能的影响。实验结果表明：烧结体的致密度取决于预烧温度、烧成温度及保温时间，此外还与成型方法等因素有关。在１０００～１３００℃保温２～１５ｈ获得了高密度、导电性良好的立方钙钛矿型Ｌａ＿（１－ｘ）Ｓｒ＿ｘＣｏＯ＿（３－ｙ）（ｘ＝０．５，０．６）陶瓷材料。用Ｘ射线分析了材料的相组成和结构。

SrCoO_x的制备方法及光催化活性研究

用XRD、TEM等分析技术对样品进行表征,并且催化剂对碱性藏花红染料的降解实验研究了制备方法对钙钛矿型氧化物SrCoOx及其光催化活性的影响,结果表明,用柠檬酸络合法制备的光催化活性比研磨法好。在含SrCoOx催化剂悬浮液中进行碱性藏花红染料光催化降解实验,结果表明:SrCoOx粉体具有较好的催化性,阳光照射4 h,可将碱性藏花红基本分解完全。

微波固相反应合成La_(1-x)Sr_xCoO_3阴极材料的研究

以碳酸盐或氧化物为原料,采用微波固相反应合成技术成功地合成了纯钙钛矿结构的La1-xSrCoO3(LSC,x=0.10～0.50)粉体。研究表明:La2O3和SICO3是2.45 GHz微波透明材料,而Co3O4则具有很强的微波偶合吸收能力;La2O3,SrCO3,Co3O4混合料中SrCO3含量对混合物的微波吸收行为以及LSC的合成条件有很大影响。与传统的固相反应合成法相比,微波固相反应合成法的反应合成时间大大缩短,在输出功率700～800 W条件下,反应时间≤25 min,这归因于反应物与微波的直接偶合和反应物对微波能量的高效率吸收。

纳米钙钛矿La_xSr_(1-x)CoO_3复合氧化物的制备和表征

采用微乳液法和自燃烧法制备Sr掺杂的LaCoO3钙钛矿氧化物的陶瓷粉末,并对该钙钛矿氧化物结构进行了XRD,IR,及ICP-AES表征,从而将微乳液法与自燃烧法进行了对比,并研究了起始原料配比对产物粒径的影响。实验结果表明:在反应温度、反应时间、煅烧条件等一定的条件下采用适宜的原料配比,可制得平均粒径为12—20nm且粒径分布较均匀的LaxSr1-xCoO3。

高性能Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3阴极的制备与表征

用固相合成法合成了Sm0.5Sr0.5CoO3(SSC)中温固体氧化物燃料电池阴极材料.以La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3为电解质,利用多种技术考察了不同温度(1 173～1 373 K)焙烧的SSC阴极,以及1 173 K焙烧、掺杂La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(LSGMC5)或La0.8Sr0.2Ga0.5Mg0.09Co0.11O3(LSGMCII)高氧离子电导材料的复合SSC阴极.SEM的结果显示,随着电极焙烧温度的增加,电极的颗粒度增大,孔隙度减小;LSGMC5、LSGMCII的掺杂对电极微观结构影响不大.交流阻抗和极化实验的结果表明,SSC电极的活性随电极焙烧温度的增加而减小,电极的最佳焙烧温度在1 173 K左右;掺杂了LSGMC5或LSGMCII的复合SSC电极的活性以及稳定性显著高于SSC电极.

固体氧化物燃料电池阴极材料La_(0.8)Sr_(0.2)Cu_(1-x)Co_xO_(2.5-δ)的制备和性能研究

为探索适于中温条件下使用的固体氧化物燃料电池的阴极材料,采用柠檬酸-硝酸盐燃烧合成法制备了La0.8Sr0.2Cu1-xCoxO2.5-δ(x=0～0.4)粉体。利用X-射线衍射(XRD)技术对粉体的性能进行了表征,XRD结果表明,经800℃焙烧的粉体的对称性较高,已形成钙钛矿结构。采用直流四电极法测试La0.8Sr0.2Cu1-xCoxO2.5-δ试样的电导率,测试温度范围为100～800℃,试样的电导率ln(σT)与1/T之间呈很好的线性关系,说明La0.8Sr0.2Cu1-xCoxO2.5-δ在测试温度范围内服从小极化子导电机制。Co掺杂量对试样的电导率和电导活化能有着明显的影响,当Co掺杂量为0时,La0.8Sr0.2CuO2.5-δ的电导率最高,电导活化能最小。

新型多孔导电陶瓷负载银阴极在锌空气电池中的应用

锌空气电池具有能量密度高、成本低及环保等优势,其空气电极的优劣对电池的输出性能起到决定性的作用。本研究采用一种新型的多孔钙钛矿氧化物La_(0.7)Sr(0.3)CoO_(3-δ)(LSC)作为陶瓷基底,负载银纳米颗粒作为催化剂,研究其作为锌空电池空气电极的性能。通过调整制备过程中造孔剂(淀粉)的含量,优选出性能最佳的Ag-LSC空气电极(阴极),与锌阳极组装成锌空气电池,进行电化学性能测试。结果表明,当LSC基底的孔隙率为~32%且银含量30 mg/cm^2时,制备的多孔陶瓷负载银阴极组装的锌空气电池功率密度最高(141 mW/cm^2)。在Ag-LSC空气电极表面涂一层聚四氟乙烯(PTFE)疏水材料后,锌空气电池的使用寿命得到显著延长。

La_(1-x)Sr_xCoO_(3-δ)体系的低频内耗与电输运性质研究

研究了钙钛矿型复合氧化物Ｌａ１－ｘＳｒｘＣｏＯ３－δ系列样品的低频内耗．发现了两个主要的内耗峰，其 中高温峰是与体系的结构相变有关，其峰温随Ｓｒ掺杂量的增加向低温移动；低温峰为一弛豫内耗峰，峰温 在 ３２０ Ｋ附近，它与体系的极化子含量有关．实验揭示 Ｌａ１－ｘＳｒｘＣｏＯ３－δ样品中Ｃｏ元素的平均价态、样品的 电导率随Ｓｒ掺杂量ｘ的变化与弛豫内耗峰（３２０ Ｋ）峰高有类似的变化关系，即呈现极值现象，极大值也 出现在ｘ＝０．４附近．此实验现象反映出Ｌａ１－ｘＳｒｘＣｏＯ３－δ体系中的电子传导是通过极化子进行的，同时表明 内耗可用于研究体系中电极化子的运动及数量的变化．

Fe掺杂LSCCF对中低温固体氧化物燃料电池ITSOFC短期输出性能的影响

柠檬酸盐法制备La0.7Sr0.15Ca0.15Co1-xFexO3-δ(x=0.2、0.4、0.6、0.8)阴极材料。该前驱体在900℃处理2h后,XRD证实已经形成完整的钙钛矿结构衍射峰。随Fe掺杂量增加,XRD谱图衍射峰的位置向小角度发生偏移,粉体的晶粒尺寸逐渐变大。SEM观察La0.7Sr0.15Ca0.15Co1-xFexO3-δ粉体其表面活性较高并出现了一定的团聚现象,颗粒尺寸约为5μm。以La0.7Sr0.15Ca0.15Co1-xFexO3-δ为阴极,在氢气/空气中研究了模压法制备的单电池性能,Fe掺杂量对开路电压的高低不起决定性作用,而最高功率密度随Fe掺杂量增加而降低,在650℃最高功率密度由x=0.2时的351.7mW/cm2降为x=0.8时的231.1mW/cm2。

固体氧化物燃料电池阴极材料LSCF纳米纤维的静电纺丝法制备

采用溶胶–凝胶–静电纺丝法制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3–δ（LSCF）纳米纤维。分析了LSCF纳米纤维的结构和形貌。结果表明：所制备的LSCF纳米纤维为内部微晶排列有序、均匀的多晶纤维,纤维直径约为200nm,长度分布为10～30μm,经1100℃煅烧后仍然保持纤维状。以LSCF纤维作为阴极,制备了固体氧化物燃料电池（SOFC）纽扣电池（GDC＋NiO║GDC║LSCF）及其阴极对称电池（LSCE║GDC║LSCF）。单电池的阴极阻抗和电化学性能测试表明,LSCF纳米纤维阴极具有较高的电化学活性和较低的极化阻抗,以氢气为燃料、空气为氧化剂,在650和700℃工作温度下,单电池的最大功率密度分别为0.82和1.07W/cm2;在工作温度分别为600、650、700和750℃下,其阻抗分别为1.09、0.78、0.32和0.11·cm2。

静电纺丝法制备中温固体氧化物燃料电池阴极用纳米La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.4)Fe_(0.6)O_3纤维

采用静电纺丝技术和溶胶–凝胶法制备了聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)/La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3(LSCF)复合纳米纤维,经过不同温度煅烧处理,获得了具有单晶结构的LSCF纳米纤维,并对纤维样品的煅烧过程、形貌、物相、结构以及电性能进行了表征。结果表明:PVP/LSCF复合纳米纤维中的水分和有机物在达到560℃前已经完全挥发和分解。经煅烧处理,可获得具有斜方六面体结构LSCF。经800℃煅烧后的LSCF纳米纤维的直径主要分布在130～240nm;以LSCF纳米纤维为阴极制备的单电池在750℃工作温度下,其最大功率密度为1.18W/cm2。与用传统溶胶–凝胶法在相同条件下制得的LSCF粉体相比,其单电池的电流–电压–功率性能有显著提高。

SOFC阴极材料La_(0.7)Sr_(0.3)Cu_xCo_yMn_(1-x-y)O_3的制备和性能研究

采用EDTA溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3Cux Coy Mn(1-x-y)O3系列阴极材料,并对材料的结构和性能进行了研究。利用X射线衍射技术对粉体的性能进行了表征。XRD结果表明,不同成分的干凝胶在1000℃煅烧时,全部形成钙钛矿相。采用直流四电极法测试了La0.7Sr0.3Cux Coy Mn(1-x-y)O3的电导率,结果显示其在中温条件下具有较高电导率,各样品电导率总体上是随着温度的增加而逐渐增加的,其中La0.7Sr0.3Cu0.5Co0.4Mn0.1O3阴极样品具有最高的电导率,在800℃时电导率达到了646.8 S/cm。