BaCeO3：Eu^3＋的合成及发光性能研究

采用高温固相反应法制备了Eu^3＋掺杂BaCeO3发光粉。分别用X射线粉末衍射、荧光光谱分析等手段研究了发光粉的晶体结构以及光致发光性能。XRD结果表明，Eu^3＋掺杂浓度达到6％（原子分数）时，仍然能够形成纯相的固溶体BaCe1-xEuxO3。荧光光谱检测结果表明，BaCe1-xEuxO3发光粉的激发光谱由强度很大的宽激发带（230-370nm）和锐线谱（峰值位于397和466nm）组成，其中宽激发带源于O2^-—Ce^4＋电荷转移，锐线谱属于Eu^3＋的f-f跃迁吸收。BaCe1-xEuxO3的发射谱除了常见的^5D0→^7Fj（J=0-4）跃迁发射外，还有来自较高能级激发态^5D1的跃迁^5D1^7→Fj（J=1，2）；随着Eu^3＋掺杂浓度的提高，其发光强度也逐渐增强，当掺杂浓度达到15％时，出现浓度猝灭现象。

BaCeO_(3)修饰La_(0.6)Sr0.4Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)纳米结构阴极的耐铬毒化性能研究

金属连接体产生的含铬蒸气使固体氧化物燃料电池(SOFC)的阴极性能发生快速衰减,是SOFC电堆的主要衰减机制之一。通过在La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF)阴极上修饰Ba CeO_(3)(BCO)纳米颗粒,有效提高了阴极的电催化活性和在加速铬中毒条件下的运行稳定性。BCO颗粒既能抑制LSCF表面Sr偏析,又能优先与连接体表面的Cr_(2)O_(3)发生反应,在电极表面生成导电的BaCrO_(4)阻挡层,隔绝了阴极与连接体的直接接触,避免了SrCrO_(4)的生成。这两个因素的协同作用显著增强了BCO-LSCF阴极的耐铬毒化性能。

BaCeO_3钙钛矿型氧化物的储氮和抗硫性能研究

采用改进的溶胶 凝胶法制备了钙钛矿结构的BaCeO3 样品 ,在此基础上再用浸渍法制备了Pt/BaCeO3 、Rh/BaCeO3 、Pt Rh/BaCeO3 样品 ,并用机械混合γ Al2 O3 ,再浸渍贵金属的方法制备了Pt/BaCeO3 /γ Al2 O3 、Rh/BaCeO3 /γ Al2 O3 、Pt Rh/BaCeO3 /γ Al2 O3 样品 .储氮量 (NSC)结果表明 :对未加γ Al2 O3 的BaCeO3 来说 ,贵金属的加入反而使NSC减小 .加入贵金属催化剂的储氮量 (NSC)大小为 :Pt的最大 ,Rh的次之 ,Pt Rh的最小 .γ Al2 O3 的加入对BaCeO3 吸收NO和O2 没有影响 .而对于BaCeO3 /γ Al2 O3 样品 ,贵金属的加入使NSC值提高了 3倍以上 .讨论了贵金属加入到BaCeO3 /γ Al2 O3 样品中显著提高样品储氮能力的原因 .结合XRD结果表明 ,钙钛矿BaCeO3 相是Ba -Ce -O样品主要的NOx 储存活性中心 .NSC结果还表明 ,BaCeO3 和Pt/BaCeO3 催化剂在SO2 为≤ 0 .0 0 6 %时具有较好的抗硫性能 .而Pt/BaCeO3 /γ Al2 O3 催化剂不但具有较好的储氮能力而且具有更好的抗硫性能 .

MCeO_3∶Eu^(3+)(M=Sr,Ba)的合成及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Eu3+掺杂的MCeO3(M=Sr,Ba)发光粉末样品,采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段分别对其物相组成和发光性质进行了研究。X射线衍射结果显示,Eu3+离子容易替代MCeO3晶格中M2+离子的位置。荧光光谱测试结果表明,Eu3+掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带,峰值分别位于311和320nm左右,它们属于Ce4+-O2-的电荷迁移带,SrCeO3和BaCeO3基质与Eu3+离子之间存在着能量转移。在MCeO3∶Eu3+样品中,Eu3+的发射主要来自于5D0激发态能级,其中以磁偶极跃迁5D0—7F1发射强度为最大;此外样品中还存在着较高的5D1激发态能级的辐射跃迁。SrCeO3∶Eu3+样品的发射强度远大于BaCeO3∶Eu3+样品。

氧化钇掺杂锆铈酸钡质子导体的制备及性能研究

采用高温固相法制备了钇掺杂锆铈酸钡(BaZr0.90-xCexY0.10O3-δ,x=0.09、0.18、0.27)(即BZCY系列)前驱体粉末,研究了烧结性能和电导率.结果表明,在所研究的组成范围内,x=0.27(即C3)试样为最佳.再进一步通过优化烧结助剂ZnO添加量以提高试样的烧结性能及电化学性能.实验表明,ZnO能够与前驱体发生固溶取代反应,有效地提高了样品烧结性能.随着ZnO添加量的增加,试样烧结致密度提高,但直流电导率先增大后减小.当ZnO添加量为2mol%(C3-Z2)时,试样具有最高的直流电导率,800℃在湿H2中电导率可达9.27 mS/cm.C3-Z2试样的XRD衍射峰与BaCeO3、BaZrO3标准衍射峰相比出现一定角度的偏移,而与BaCe0.4Zr0.6O3的标准图谱相对吻合较好.

BaFeO_3和BaCeO_3钙钛矿型氧化物的储氮性能

采用改进的溶胶 凝胶法制备了Ba Fe O(Ba/Fe原子比为 0 5 ) ,Ba Ce O(Ba/Ce原子比为 1)和Ba Sn O(Ba/Sn原子比为1)氧化物 ,并考察了其储氮性能 .结果表明 ,75 0℃焙烧的Ba Fe O样品 ,在 4 0 0℃下的NOx 储存容量 (NSC)最大 ,其次为 90 0℃焙烧的Ba Ce O样品 ;相同温度焙烧的样品 ,在 4 0 0℃下的NSC均大于 2 0 0℃下的NSC .XRD测试结果表明 ,75 0℃焙烧的Ba Fe O样品的缺陷钙钛矿BaFeO3 δ可能是储存NOx 的主要活性相 ,而Ba Ce O和Ba Sn O样品储存NOx 的活性相分别为钙钛矿型BaCeO3 和BaSnO3 .BET测定结果表明 ,样品的比表面积均较小 .用FT IR分析了Ba Fe O样品上储存的NOx 物种 .讨论了NSC大小与吸收温度、NOx

In、Ta共掺对BaCeO_3烧结性能及稳定性的影响

采用改进的柠檬酸盐法制备了不同In、Ta掺杂量的BaCeO_3基质子导体粉体,干压成型后分别在1150℃、1250℃和1350℃下进行烧结。采用X射线衍射仪、扫描电镜分别对质子导体的物相结构和微观形貌进行了表征,并采用电化学工作站测定了样品不同温度下的电导率。结果表明,1350℃烧结样品气孔率均小于10%,并且In掺杂量越高越容易烧结。样品在CO_2和H_2O中的化学稳定性测试结果表明,只掺杂In可以提高样品在水中的化学稳定性,但是对粉末样品高浓度CO_2气氛下的稳定性影响不大。In、Ta共掺杂可以大幅度提高样品在CO_2中的稳定性,且稳定性随着Ta掺杂量的增加而提高。但是样品在10%湿润氢气气氛下的电导率随着Ta含量的增加而降低,其中,BaCe_(0.7)In_(0.25)Ta_(0.05)O_(3–δ)在800℃时湿氢气下的电导率为1.16×10^(-3) S/cm。

Ba_xCe_(0.8)Sm_(0.2)O_(3-α)固体电解质的离子导电性

用高温固相反应法合成了非化学计量组成的Ba1.03Ce0.8Sm0.2O3-α,Ba0.98Ce0.8Sm0.2O3-α固体电解质样品,作为比较,亦用高温固相反应法合成了化学计量组成的BaCe0.8Sm0.2O3-α固体电解质样品。用X射线衍射法对它们进行了晶体结构测定,分别用氢及氧浓差电池方法研究了它们在600～1000℃下的质子和氧离子导电特性。实验结果表明,这些样品均为钙钛矿型斜方晶单相结构,随着样品中的Ba2+离子含量的增多,样品的质子迁移数增大。这些样品在氧气氛中均为氧离子与电子空穴的混合导体,样品的Ba2+离子含量对样品的氧离子迁移数无明显影响。

Ti和Y双掺杂的BaCeO_3的制备和电性能研究

以BaCO3、CeO2、Y2O3、TiO2为原料,利用高温固相法制备了固体电解质BaCe0.8YxTi0.2-xO3-δ(x=0、0.05、0.07、0.1、0.15、0.20),并对其物相、微观结构、收缩率、烧结性、电导率进行了研究。通过改变掺杂Ti和Y的配比,来优化固体电解质的性能。结果表明,Ti和Y双掺杂的BaCeO3具有钙钛矿型结构;质子导体BaCe0.8YxTi0.2-xO3-δ的电导率随着Y的含量的增加而增加,而烧结性能随着Ti的含量的增加而越好;通过对样品的收缩率的研究,说明Ti的加入具有助烧的作用。

质子导体BaCe_(0.4)Zr_(0.4)M_(0.2)O_(3-δ)(M=In,Y,Gd,Sm)化学稳定性及电性能

采用高温固相法制备了不同阳离子掺杂的BaCe_0.4Zr_0.4M_0.2O_(3-δ)(M=In,Y,Gd,Sm)系列质子导体。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对四类质子导体的物相结构、微观形貌进行了表征,应用IM6e型电化学工作站测定了其不同温度下的阻抗谱,并对样品在CO_2和沸水中的稳定性进行了研究。结果表明:除Sm^(3+)掺杂的质子导体有少量的杂质相Sm_2O_3外,其他3种均为单相立方晶钙钛矿结构;对CO_2和沸水皆表现良好的化学稳定性;Y^(3+)掺杂的质子导体具有高的电导率,800℃约为2.07×10^(-2)S·cm^(-1),空气气氛电导活化能为72.34kJ·mol^(-1)。

BaCe_(0.4)Zr_(0.3)Sn_(0.1)Sm_(0.2)O_(3-α)的中温离子导电性

采用高温固相法合成了Sn4+、Sm3+双掺杂的BaCeO3-BaZrO3固溶体——BaCe0.4Zr0.3Sn0.1Sm0.2O3-α(BCZSS)固体电解质材料,并进行了XRD、SEM测试表征。采用同位素效应、浓差电池等电化学方法研究了样品在873～1073K的离子导电特性。浓差电池测试结果表明样品在湿润氧气气氛中是离子(质子+氧离子)和空穴的混合导体,样品在湿润氢气气氛下存在氧离子导电性。H2O-Ar气氛下的电导率高于相同温度下D2O-Ar气氛下的电导率,表明该样品在含水气氛中是一种优良的质子导体。

络合-燃烧法制备BaZr_(0.68)Ce_(0.17)Y_(0.15)O_(2.925)质子导体

采用络合-燃烧法以柠檬酸作为络合剂和燃料成功制备出了钙钛矿型质子导体BaZr0.68Ce0.17Y0.15O2.92(5BZCY),粉体经1000℃煅烧后就得到了单相产物。通过热重-差示扫描量热法(TG-DSC)和X射线衍射法(XRD)等手段详细研究了凝胶经燃烧成为多种氧化物/碳酸盐,再经煅烧得到单相产物的整个过程中所发生的变化,并结合产物的XRD衍射数据确定了晶体的结构,计算出了晶体的晶胞参数和理论密度。研究结果表明柠檬酸络合-燃烧法是一种有效的低温制备复杂复合氧化物的方法。

高温质子导体BaCe_(0.90)Y_(0.10)O_(3-α)的制备与性质

对不同球磨时间的BaCO3，CeO2和Y2O3原料粉体进行固相反应，合成了不同粒度的BaCe0.90V0.10O3-α粉体．将其冷压成型、高温烧结后，获得了不同致密度的BaCe0.90V0.10O3-α样品．利用激光粒度分析、差式扫描量热-热重、X射线衍射和扫描电镜技术研究了球磨时间对粉体粒度、合成过程、晶体结构及样品微观形貌的影响．结果表明：适度延长球磨时间，原料颗粒细化，BaCe0.90V0.10O3-α。的合成温度降低，合成粉体的粒度变小、分布变窄、比表面积增大，从而提高了烧结样品的致密度．利用电化学阻抗谱技术测量了原料球磨6h和10h的BaCe0.90V0.10O3-α。烧结样品在空气中573～1073K内的阻抗谱，并计算出其电导率分别为3．25×10^-3～6．98×10^-2S·cm^-1和5．46×10^-3-7．20×10^-2S·cm^-1．在测试温度范围内，两种样品的电导率与温度的关系符合Arrhenius方程，电导激活能分别为0．39eV和0．34eV．提高烧结样品的致密度是降低电导激活能，提高导电性能的有效途径．BaCe0.90V0.10O3-α，BaCe0.90V0.10O3-α和BaCe0.85V0.15O3-α的电导激活能依次降低，符合理论预测．

Y和Yb复合掺杂对BaCe_(0.5)Zr_(0.3)Y_(0.2-x)Yb_xO_(3-δ)的烧结性和电导率的影响

质子传导固体氧化物燃料电池具有广阔的应用前景,本文探索以BaCeO3为主体均相复合BaZrO3,采用ZnO为烧结助剂,制备了Y和Yb复合掺杂的BaZrO3-BaCeO3即BaCe0.5Zr0.3Y0.2-xYbxO3-δ(x=0、0.08、0.16)质子导体,重点研究了Y和Yb复合掺杂对质子导体材料烧结性、微观结构和电导率的影响。实验结果表明,x=0时,即BCZY-Z试样具有较好的性能,1350℃烧结6 h试样相对密度达到了97.1%,600℃电导率为6.3×10-3S/cm,700℃晶界电阻只有18Ω。

BaCeO_3基高温质子导体研究进展

介绍了BaCeO3基高温质子导体的晶体结构、导电机理与影响电导率的因素,评述了其研究进展和在固体氧化物燃料电池(SOFC)、气体传感器以及氢泵等方面的应用,指出其在应用中存在的问题和发展方向。

钙钛矿结构铈酸钡电解质材料的研究进展

掺杂三价稀土阳离子的BaCeO_3基材料在高温下含氢气氛中具有良好的质子导电性,因此广泛应用于多种电化学装置系统中,如氢泵、水蒸气传感器和氢传感器等.本文分别从结构、制备方法、导电性能及应用4个方面综述了燃料电池用钙钛矿型BaCeO_3基电解质的研究进展.着重阐述了高温固相法、溶胶一凝胶法、柠檬酸一硝酸盐燃烧法、Pechini法等在制备BaCeO_3基电解质方面的最新研究成果.进一步阐述了BaCeO_3基电解质作为一种优良的质子导体,在传感器、燃料电池等方面的应用.

Y和Yb复合掺杂铈锆酸钡质子导体的制备和性能研究

质子传导固体氧化物燃料电池具有广阔的应用前景,文章探索以BaCeO_3为主体均相复合BaZrO_3,采用ZnO为烧结助剂,制备了Y和Yb复合掺杂的BaZrO_3-BaCeO_3,即BaCe_(0.5)Zr_(0.3)Y_(0.2-x)Yb_xO_(3-δ)(x=0、0.08、0.16)质子导体,重点研究了Y和Yb复合掺杂对质子导体材料烧结性、微观结构和电导率的影响。实验结果表明,x=0时,即BCZY-Z试样具有较好的性能,1350℃烧结6h试样相对密度达到了97.1%,600℃电导率为6.3×10^(-3)S/cm,700℃晶界电阻只有18Ω。

MOD法YBCO超导薄膜制备中BaCeO_3的形成

本文采用金属有机盐沉积(MOD)方法,在钇稳定氧化锆(YSZ)单晶上依次制备了CeO2过渡层和YBCO超导层,测得其Tc,onset值为90.5 K,Jc值为1.3 MA/cm2。在沉积YBa2Cu3O7-x(YBCO)过程中发现薄膜中生成了BaCeO3相,继而对该相的生成条件及其对YBCO性能的影响进行了研究。结果表明BaCeO3是在YBCO相生成之后,CeO2与YBCO反应生成的,且以MOD方法制备的YBCO薄膜时难以避免BaCeO3相的产生。

In、Gd共掺对BaCeO_3基质子导体性能的影响

高温质子导体利用质子传导可以被广泛地应用于燃料电池、氢分离膜和氢传感器等方面,因此受到广泛研究。本文采用柠檬酸盐法及改进的柠檬酸盐法制备了In、Gd共掺的BaCeO_3基质子导体并对其微观形貌、化学稳定性和电导率进行了研究。结果表明,由于Gd的电负性较低,掺杂后提高了体系的碱性,导致其化学稳定性较差。但是,Gd的离子半径与Ce的离子半径相差很小,更利于离子传输,因此Gd单掺和In、Gd共掺的样品具有与传统质子导体相比拟的电导率。

BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-α)固体电解质燃料电池性能

通过高温固相反应制备了混合离子(质子和氧离子)导电性陶瓷BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-α),以该陶瓷作固体电解质,Pt作电极材料组成氢-空气燃料电池,测定了该燃料电池高温(600～1000℃)下放电时的电压-电流特性.结果表明,该燃料电池具有稳定的放电性能,输出功率密度高,1000℃下的最大短路电流密度和输出功率密度分别为980mA·cm^(-2)和0.22mW·cm^(-2),高于同类燃料电池的性能.