沉积温度对Gd掺杂CeO_2电解质薄膜生长及电学特性的影响

采用反应射频磁控溅射技术,在非晶石英衬底上不同温度下制备了纳米多晶Gd掺杂CeO_2(简称GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜对薄膜物相、晶粒大小、生长形貌进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜的电学性能.结果表明,GDC薄膜生长取向随沉积温度而变化:300～400℃时为强(111)织构生长,而500～600℃时薄膜趋于无规则生长;随着沉积温度的升高,薄膜的生长形貌由同一取向的大棱形生长岛转变为密集球形小生长岛;GDC多晶薄膜的电导活化能约为1.3eV,接近于晶界电导活化能值,说明GDC交流阻抗主要源于晶界的贡献;晶界空间电荷效应导致GDC薄膜电导率随晶粒尺寸而变化,晶粒尺寸越小,电导率越大.

Gd2O3掺杂CeO2-δ固体电解质的电化学性能研究

利用交流阻抗技术(EIS)测试了Gd2O3掺杂CeO2-δ固体电解质的电导率.当测试温度低于695℃时,阻抗谱由2个变形的半圆弧组成;而高温时仅有1个变形的半圆弧.固体电解质的晶格电导率、晶界电导率和总电导率与测试温度的关系服从Arrhenius公式.材料的电导率随成型压力的增大先增大,然后减小.随烧结温度的升高,材料电导率是升高的.

掺杂CeO_2基电解质薄膜的阻抗谱研究

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法,制备了CeO_2基电解质薄膜,测量了在不同条件下薄膜的阻抗谱。根据CeO_2基电解质薄膜的内部模拟等效电路,研究了不同掺杂浓度及不同测试温度对阻抗谱的影响。结果表明,阻抗随掺杂浓度的增加而增大,随测试温度的升高而减小。

CeO_2-Y_2O_3电解质薄膜等效电路研究

测量了采用溶胶 -凝胶法制备的 Ce O2 - Y2 O3电解质薄膜的阻抗谱 ,结果表明阻抗谱与薄膜的热处理温度有关。根据阻抗谱的变化及薄膜的 XRD图 ,提出了薄膜内部的模拟等效电路 ,并由此对不同热处理温度下薄膜的阻抗谱进行了分析。

电解质CeO_2基薄膜伏安特性的研究

采用溶胶 -凝胶法制备了 Ce O2 基电解质薄膜 ,测量了 Ce O2 基电解质薄膜的伏安特性 ,发现在 Ce O2 基电解质薄膜中存在 VCNR现象 .研究了不同掺杂浓度、不同层数和不同掺杂离子对Ce O2 基电解质薄膜

CeO_2基固体电解质材料的掺杂强化

强度低是 Ce O2 基电解质材料的一个主要缺点 .实验发现 ,加入 Al2 O3可以显著增加Ce O2 基材料的强度 ,原因是掺杂的 Al2 O3在 Ce O2 中产生压缩应力 ,阻碍裂纹的进一步扩展 ,另外 ,Al2 O3分布在晶界处 ,将会导致裂纹偏转 .最大弯曲强度对应的 Al2 O3添加剂量摩尔分数为 3% .加入 Al2 O3还可以促进材料烧结 ,使烧结温度降低到 15 0 0℃以下 ,但会使Ce O2

CeO_2基中温电解质材料的掺杂改性

CeO2基材料作为一种很有前景的中、低温固体电解质材料,在具有高的离子导电性能的同时,还要保证具有工作条件下的化学稳定性能,以及很好的烧结性能和机械性能。综述了通过掺杂改性来提高CeO2基电解质材料的电性能、烧结性能和机械性能方面的研究进展,比较了各类掺杂制备方法,并指出液相掺杂中的共沉淀法和均匀沉淀法是目前制备CeO2基电解质材料最有效的方法,最后对CeO2基电解质材料研究的发展方向提出了展望。

掺杂对CeO2基电解质材料性能的影响研究进展

掺杂CeO2基电解质是中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)理想的电解质材料。首先阐述了掺杂CeO2基电解质结构与性能的关系,接着介绍了金属离子掺杂对CeO2基电解质晶体结构和电子结构的影响,重点综述了单元素掺杂和双元素掺杂对CeO2基电解质性能的影响。通过分析得出:稀土金属元素单掺杂比碱土金属元素单掺杂更能显著提高CeO2基电解质的导电性和可烧结性,但稀土氧化物的原料成本要远高于碱土氧化物;双元素掺杂比单元素掺杂具有更多的氧空位无序度和更小的氧离子迁移激活能,因此在提高CeO2基电解质的离子电导率方面更有优势。总结了CeO2基电解质材料的掺杂规律及构效关系,以期对制备出性能更加优异的CeO2基电解质起到一定的指导作用。

CeO_2掺杂TiO_2催化剂薄膜的制备与表征

以 Ar为工作气体 ,O2 为反应气体 ,利用射频磁控溅射技术成功地在载玻片上沉积了透明 Ti O2 催化剂薄膜。同时利用共溅射技术制备了掺杂 Ce O2 的 Ti O2 催化剂薄膜。采用 X射线衍射 (XRD)、Raman光谱、UV- VIS- NIR分光光度计、原子力显微镜 (AFM)

Gd_2O_3掺杂CeO_2粉体的包覆处理

采用非均匀成核法成功地制备了Al2 O3包覆型稀土掺杂CeO2 粉体。采用XRD分析了粉体的晶相 ;通过测定粉体的Zeta电位和XPS能谱 ,分析了Al2 O3在稀土掺杂CeO2

Gd掺杂CeO_2改性材料催化性能的理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了一种新型改性催化材料—Gd掺杂Ce O2型催化剂,在燃料电池烃类燃料蒸汽重组反应过程中的催化性能.对比研究了3种掺杂比率下Ce1-xGdxO2(x=0,0.10,0.15)掺杂元素Gd对Ce O2的晶体相结构、氧缺陷形成过程以及表面积碳过程的影响.计算给出了相应掺杂比率下的氧缺陷形成能以及晶体表面吸附石墨烯的吸附能;结果表明:随着掺杂量的增大,氧缺陷形成能减小,晶体相对石墨烯的吸附能增大;分析掺杂前后改性催化材料的电子结构和原子结构的变化,说明Gd掺杂会导致Ce O2晶体表面结构畸变收缩,有效活化表面氧;同时利用化学平衡原理证明了Gd掺杂后的催化材料可以有效抑制表面碳沉积,从理论角度解释了改性催化材料在烃类燃料蒸汽重组反应过程中的作用机制.

CeO_2基固体电解质材料研究进展

稀土或碱土氧化物掺杂铈基电解质在中低温下具有高的离子电导率,被认为是一种很有前途的电解质材料。本文主要对各种掺杂铈基电解质材料研究及在固体氧化物中的应用进行了综述。对掺杂铈基电解质的制备方法进行简单介绍。

中低温高电导率CeO_2基电解质的研究进展

综述了中低温下高电导率CeO2基电解质材料研究的最新进展,重点评述了双掺杂和纳米复相提升CeO2基电解质材料电导率和抑制电子电导的机理,并指出了未来CeO2基电解质材料的发展方向。

稀土元素Gd掺杂CeO_2(111)面储释氧性能的第一性原理研究

本文采用第一性原理平面波超软赝势方法,研究了Gd掺杂Ce O2改性材料应用于固体氧化物电池电解质时的表面储释氧性能.对比研究了三种表面覆盖率Ce1-xGdxO2(x=0,0.10,0.15)下掺杂元素Gd对Ce O2的晶体结构、电子结构、氧缺陷形成过程以及表面积碳过程的影响.计算给出了相应掺杂比例下的氧缺陷形成能以及晶体表面吸附石墨烯的吸附能;结果表明:随着掺杂量的增大,氧缺陷形成能减小,晶体表面对石墨烯的吸附能增大;分析掺杂前后改性催化材料的电子结构的变化;说明Gd掺杂会导致Ce O2晶体表面结构畸变收缩,有效活化表面氧,同时利用化学平衡原理证明了Gd掺杂后的催化材料可以有效抑制表面碳沉积.从理论的角度解释了Gd掺杂Ce O2改性材料在固体氧化物电解质应用中的优势.

掺杂Ce基Ce_(0.8)Sm_xY_(0.2-x)O_(1.9)(0≤x≤0.2)电解质的电性能

采用固相反应法制备Ce0.8SmxY0.2-xO1.9Zn0.01(0≤x≤0.2)电解质试样。着重考察不同掺杂配比对材料整体导电性能的影响,另外ZnO对材料电性能的影响也进行了探讨。采用X线衍射(XRD)、Archimede排水法、热膨胀测量法和交流阻抗分析对试样的性能进行表征。结果表明:Sm和Y共掺杂能提高CeO2基电解质的电性能。其中1 550℃烧结的Ce0.8Sm0.18Y0.02O1.9在300～700℃具有最高的离子电导率。添加ZnO可以有效地降低烧结温度,在1 500℃所有试样均烧结致密。ZnO的加入可以提高材料的晶界电性能。

氧化铟-稀土氧化物共掺CeO2基导电电解质材料的制备与表征

设计了以氧化铟与稀土氧化物（La2O3或Nd2O3）为共同掺杂元素的新型掺杂技术，并利用以聚乙烯醇为聚合剂的化学合成方法制备了CeO2基氧离子导电电解质材料。X射线衍射分析表明，本实验采用的湿化学合成方法容易获得具有纳米结构的高纯氟化钙型结构的CeO2基导电材料．材料导电性的交流阻抗测试分析说明，适当比例的氧化铟与稀土氧化物共掺能有效提高CeO2的导电性；其导电性比相同合成方法制备的Sm2O3掺杂CeO2的导电性更好。利用有效离子半径和相关结合焓理论分析了不同掺杂氧化物对CeO2基材料离子导电性影响。

CeO_2基固体电解质材料研究进展

用稀土或碱土氧化物掺杂的Ce02在较低的温度下(600-800℃)具有较高的氧离子电导率,是用作中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)最合适的电解质材料之一。本文综述了近年来对以掺杂的CeO2作电解质的SOFC的性能的研究现状,分析了单掺杂和双掺杂两类情况,并对掺杂时应注意的问题进行了讨论。

Ce0.8Gd0.2O1.9电解质的电子导电研究

利用溶胶凝胶合成法制备了Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)电解质,并利用XRD,SEM对GDC粉体和电解质基片进行了物相表征.运用Hebb-Wagner极化法组装离子阻塞电极,考察GDC电解质在空气气氛下450~750℃的电子电导率.实验结果表明,GDC呈立方萤石结构,电解质片表面与断面致密.同时,测定出的GDC电子电导率在750℃时为5.698×10^-5 S/cm,在450~750℃下电子电导率与温度呈良好的线性关系.

Gd_2O_3:Eu^(3+)溶胶-凝胶薄膜发光特性研究

以无机稀土氧化物为原料制备了Gd2O3:Eu3+溶胶-凝胶薄膜,通过对不同Eu3+离子掺杂浓度、不同烧结温度薄膜发光强度的研究,得出Gd2O3薄膜中Eu3+离子的最佳掺杂浓度为10%、最佳热处理工艺为800℃下烧结2h;由薄膜和粉末激发谱的比较发现:薄膜中存在着比粉末更有效的能量传递,从而更有利于高能射线激发发光;首次观察到薄膜经过1000℃烧结2h后发光消失,并通过SEM和XRD的实验分析对这一现象进行了解释。

LB膜法制备Y_2O_3掺杂的CeO_2超薄陶瓷膜的X光电子能谱(XPS)研究

利用LB膜技术发展了一种制备组分可控的超薄陶瓷膜的方法。以Ce,Y的 β 二酮络合物作为表面离子 ,替代传统的亚相离子 ,制得混合LB膜。并将它作为前驱物成功制得了Y2 O3 掺杂的CeO2 (YDC)超薄膜。XPS谱表明 。