溶胶-凝胶法制备单相Ca2Co2O5粉体

以Co（N03）2.6H2O，Ca（NO3）2.4H2O为原料，柠檬酸为络合剂，利用溶胶-凝胶法（Sol-gel）制备出Ca2CO2O5粉体。采用TG-DSC、XRD和ESEM等测试方法对干凝胶体的热分解过程、样品的物相以及形貌进行了表征。实验结果表明：干凝胶体在700-900℃煅烧，煅烧2h后均能得到单相的Ca2CO2O5粉体，颗粒尺寸分布均匀，范围在1-2μm。在同一配比浓度、同一煅烧时间下，适当提高煅烧温度有利于Ca2CO2O5晶体的生长。

Al掺杂对Ca2Co2O5结构、电子性质与磁性质的影响研究

采用密度泛函理论模拟分析的方法在赝势法平面波电子波函数的基础上研究了掺杂Ca2Co2O5基体系复合氧化物的微细电子状态,并分析了其晶体结构、能带结构、亚层间及亚层内相互作用及跃迁过程的变化.结果表明,CaCoO层Al掺杂之后晶格a轴和b轴略有收缩,而c轴保持不变,且引起相对能量升高,稳定性较纯Ca2Co2O5有所降低.两种Ca2Co2O5基复合氧化物材料均为金属型能带.掺杂引起d电子对Ca2Co2O5材料电性能的影响弱化,而p电子的影响得到强化.经过Al掺杂之后CoO层在电性能中发挥的作用增大,CaCoO层发挥的作用减小,CoO层中的Co和O对电性能的影响大幅度增强.

反铁磁状态层状Co基复合氧化物Ca2Co2O5电子学性质的研究

基于密度泛函理论方法分析研究了一种低自旋反铁磁状态Co基层状复合氧化物Ca2Co2O5的电子学性质。结果表明,其能带中均包括5个子带,其中费米能级附近的能带中的能级数量较多,具有较宽的分布。向上自旋的电子形成半导体型能带,带宽为0.0112 eV,向下自旋的电子形成金属型能带。在费米能级附近,s、p、d电子对其态密度的贡献程度逐渐提高。CaCoO层对总态密度贡献较大,CoO层对总态密度贡献较小。Ca中电子主要在远离费米能的位置形成能带,Co中电子主要在费米能附近形成能带,O中电子主要在-19 eV和费米能形成能带,Co d电子和O p电子贡献这种反铁磁状态层状Co基复合氧化物Ca2Co2O5的电子学性质。

放电等离子烧结制备Ca_2Co_2O_5热电材料及其性能研究

以Co(NO3)2·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O为原料,NaOH为沉淀剂,采用化学共沉淀方法制备了前驱物。该前驱物预烧后,利用SPS进行烧结获得纯相Ca2Co2O5块体。分别采用DTA TG、XRD和SEM对前驱体的热分解过程、Ca2Co2O5的形成过程进行了表征,并对其热导率进行了测试。结果表明:在pH=13.20获得所需化学计量比的前驱物。该前驱物在700～800℃预烧2h后,采用SPS烧结。烧结温度为800℃,压力30MPa,保温时间5min,可以获得纯相Ca2Co2O5块体。断口形貌为层状,晶粒长约1.4μm。热导率随温度的升高而降低。

均匀沉淀法制备Ca_2Co_2O_5粉体材料

以Ca(NO3)2.4H2O,Co(NO3)2.6H2O和CO(NH2)2为原料,采用均匀沉淀法制备Ca2Co2O5粉体材料。采用FT-IR,TG-DSC,XRD和SEM等手段对样品进行表征,并探讨均匀沉淀法的制备机理。研究结果表明:采用均匀沉淀法,在摩尔比n[CO(NH2)2]:n[Ca2+/Co2+]=4,阳离子浓度比[Ca2+]:[Co2+]=0.200:0.125,加热时间t为3 h时,可获得一定化学组成的前躯体;前驱体于800℃保温8 h后,可获得颗粒粒度为1μm、分布均匀的片状Ca2Co2O5粉体。

放电等离子烧结制备Ca_2Co_2O_5陶瓷过程中Co价态分析

采用(NH4)2C2O4共沉淀法制备出CaC2O4和CoC2O4前驱物,在800℃对前驱物煅烧8 h得粉体组成为Ca2Co2O5,Co3O4,CaO,该粉体经放电等离子烧结(SPS)后所得陶瓷块体为纯相Ca2Co2O5,利用X光电子能谱(XPS)分析了烧结前后样品中Co元素价态.

柠檬酸溶胶-凝胶法制备Ca_2Co_2O_5粉体及结构表征

以Ca(NO3)2.4H2O,Co(NO3)2.6H2O为原料,超纯水为溶剂,柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了Ca2Co2O5粉末。确定了适用于Ca2Co2O5粉体制备的工艺条件,并利用TG-DSC、XRD、FT-IR、SEM和EDX等手段对Ca2Co2O5的热分解过程、物相组成和形貌进行表征。结果表明:干凝胶在700℃下,煅烧36 h后得到单相Ca2Co2O5粉体,所制粉体形貌呈现疏松片层状结构,颗粒尺寸为15～20μm。

基于钴酸钙电极的固态对称超级电容器

采用柠檬酸盐法制备钻酸钙(Ca2Co2O5)。XRD、SEM分析表明,制备的粉体为单相组成,属于片状团聚体。用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗法测试产物在5mol/LKOH电解液中的电化学性能。Ca2Co2O5材料通过法拉第电化学反应及可能的电解液中阴离子的插入反应存储电荷,在0~0.5V充放电,1A/g电流下的比电容可达440.3F/g,以5A/g循环1500次的电容保持率为69.3%。将Ca2Co2O5电极与聚乙烯醇(PVA)-KOH凝胶电解质装配成全固态对称电化学电容器「该电容器在比功率为750W/kg时的比能量可达31.0Wh/kg,以5A/g在0~1.5V循环3000次的电容保持率为77.1%。

Ca_3Co_4O_(9+δ)与Ca_2Co_2O_5的制备与电学性能研究

采用溶胶-凝胶与热压烧结相结合的方法制备了Ca3Co4O9+δ和Ca2Co2O5热电材料.X射线衍射(XRD)测试结果表明,两种材料均沿c轴有择优生长趋势.从样品的扫描电子显微照片(SEM)来看,两种材料已烧结,基本达到致密的程度.在室温至1073 K温区,测试了样品的电导率和Seebeck系数.结果表明,两种材料电输运性能均随温度升高而增加,Ca3Co4O9+δ样品的电导率、Seebeck系数和功率因子明显高于Ca2Co2O5.

Ca_2Co_2O_5氧化物热电陶瓷材料的制备研究

本文通过溶胶-凝胶法和固相合成法两种方法研究Ca_2Co_2O_5氧化物热电陶瓷材料的制备过程。湿法制备前驱体粉,以Ca(NO_3)_2·4H_2O和Co(NO3_)_2·6H_2O为原料,纯净水为溶剂,柠檬酸为络合剂。采用溶胶-凝胶法制备Ca_2Co_2O_5粉末,以Ca O和Co3O4为原料,采用固相合成法制备Ca_2Co_2O_5粉末,采用常压烧结的方法,在1000℃、950℃、900℃三种温度下进行烧结,并利用TG-DSC、XRD、SEM等手段对Ca_2Co_2O_5的热分解过程,物相组成和形貌进行表征。结果表明:干粉800℃热处理,湿法950℃烧结时,块体呈现致密的片层结构,相组成成分纯度高^([1^3])。

Ca_2Co_2O_5化合物的制备及热电性能的研究

以Co(NO3)2·6H2O,Ca(NO3)2·4H2O为原料,Na2CO3为沉淀剂,采用化学共沉淀法和放电等离子烧结(SPS)制备了Ca2Co2O5化合物。采用TG-DTA、XRD和SEM等手段对前驱体的热分解过程,样品的物相以及形貌进行了表征,测试了Ca2Co2O5的热电性能。实验结果表明:沉淀前驱物经850oC预烧8h后,利用SPS850oC,压力30MPa保温5min,制备了纯相Ca2Co2O5化合物。该化合物的电阻率和热导率均随温度的升高而降低,800oC时,热电性能优值(ZT)为0.12。

Ca位p型掺杂Ca_2Co_2O_5晶体材料电子状态的理论研究

采用密度泛函理论研究了p型Na掺杂对Ca_2Co_2O_5基晶体材料电子状态的影响,并分析了内部微细电子结构.结果表明,纯的Ca_2Co_2O_5晶体材料和Na掺杂Ca_2Co_2O_5基晶体材料的能带均为各向异性的金属型能带.Na掺杂之后,在Ca_2Co_2O_5基晶体材料的费米面上插入了新的能级,多条简并态能级展开形成分立的能级.体系d态电子对Ca_2Co_2O_5基晶体材料费米面状态密度的贡献作用减弱,而p态电子对系统的贡献作用增强.p态和d态电子之间均存在着较强的相互作用,并且经过Na掺杂有增强的趋势.Na的掺杂造成Ca的电子数量减少导致其对态密度贡献程度降低,Ca—Co—O层中的Co和O的贡献程度均大大降低,Co—O层中的Co和O的贡献程度均大大提高.Na在掺杂Ca_2Co_2O_5基晶体材料中表现为弱的正离子中心,其对Ca位的掺杂属于p型掺杂.