复合氧化物La_(0.6)Ca_(0.4)CoO_3的合成及对氧还原的电催化活性

采用溶胶凝胶法,结合高温焙烧和微波焙烧分别合成了La0.6Ca0.4CoO3复合氧化物.凝胶的DSC和TGA分析表明:复合氧化物粉体在680℃左右相转变基本完成.然后以此为依据,对200℃凝胶焙烧的粉体作了X-ray相分析,表明粉体以金属氧化物和金属单质的形式存在,没有钙钛矿相形成;对700℃、800℃和900℃高温炉焙烧粉体分别做了X-ray相详细分析,结果表明焙烧温度越高,结晶程度越好.又对比了三组微波焙烧所得的粉体和800℃高温炉焙烧粉体的X-ray相,微波焙烧所得粉体也为钙钛矿结构,但与高温焙烧所得粉体相比,结晶程度还不够完整.线性扫描伏安测试表明,用溶胶凝胶法制备的La0.6Ca0.4CoO3电极,在碱性溶液中具有良好的氧还原活性.并且,通过合适的微波焙烧工艺合成的粉体的电催化活性要比高温焙烧所得粉体的催化活性高.

氧电极催化剂La_(0.6)Ca_(0.4)CoO_3的合成及性能

用溶胶-凝胶法合成了氧电极催化剂La0.6Ca0.4CoO3,通过热重(TG)分析确定了干凝胶的焙烧温度。利用X射线衍射、电化学测试等研究了pH值、柠檬酸用量对催化剂性能的影响。制备La0.6Ca0.4CoO3的最佳工艺条件是:pH=3.0,n(柠檬酸)∶n(M)=2∶1(M为总金属离子)。焙烧条件为:700℃,2 h。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3钙矿复合氧化物的结构与电学性能

采用固相反应法合成出La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系复合氧化物样品,XRD分析结果证实不同Co/Fe比例的样品中均形成菱形六面体钙钛矿结构,采用固相烧结法制备出致密的La_(0.6)Sr(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系陶瓷。研究结果表明,在室温到900℃温度范围内La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3(y=0)的电导率随温度的增加而单调降低,其它Co/Fe比例样品的电导率随着温度的增加出现最大值,电导率达到最大值的温度随Co/Fe比例的降低而提高。在低温段,La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系的导电行为符合小极子导电机制,导电活化能随Co/Fe比例的降低而增加。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3钙钛矿复合氧化物的柠檬酸盐法合成与导电性能

采用柠檬酸盐法合成出La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物超细粉料,考查了各种影响溶胶与凝胶的形成以及合成粉料晶体结构与颗粒形态的因素,并确定了最佳的合成条件。研究了烧成温度对La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3电导率的影响,发现1200℃是最合适的烧成温度。研究结果表明,在室温～900℃范围内,样品的电导率在600℃附近出现峰值(～103S·cm-1),在低温段样品的导电行为符合小极化子导电机制,不同烧成温度的样品的导电活化能基本一致(5.31～5.79kJ·mol-1)。与常规固相合成法相比,柠檬酸盐法合成的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3具有更高的烧结活性和电导率。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3的混合导电性研究

采用直流四探针法和两端子电子阻塞电极交流阻抗谱研究了GNP法制备La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的电子-离子混合导电性能.在室温-900℃范围内,La0.6Sr0.4CoO3的电子电导率随温度的升高而单调降低,其它样品的电子电导率随温度的升高在600℃附近达到最大值.La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的氧离子电导率随温度的升高而增加.在相同温度下,随着Co／Fe比例的增加,La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的电子电导率和氧离子电导率增加,电子导电活化能和离子导电活化能降低.氧离子迁移数随温度的升高而增加,随Co／Fe比例的增加而降低。

La_(0.6)M_(0.4)Fe_(0.8)Cr_(0.2)O_(3-δ)(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积>20m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0,6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率>50S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3钙钛矿复合氧化物的GNP法合成与导电性能

采用甘氨酸 -硝酸盐 ( GNP)法合成出 La0 .6Sr0 .4Co1-y Fey O3 ( y=0～ 1 .0 )体系复合氧化物 ,对合成产物的结构、烧结性能和导电性进行了表征 .研究结果表明 ,不同 n( Co) / n( Fe)比的合成粉料中形成菱形六面体钙钛矿结构 ,合成粉料的颗粒细小均匀 .在室温～ 90 0℃范围内 ,La0 .6Sr0 .4Co O3 ( y=0 )的电导率随温度的升高而单调降低 ,其它 n( Co) / n( Fe)比的样品电导率随着温度升高到 60 0℃附近时达到最大值 .在低温段 ,La0 .6Sr0 .4Co1-y Fey O3 体系的导电行为符合小极化子导电机制 ,导电活化能随 n( Co) / n( Fe)比的降低而增大 .与常规固相合成法相比 ,甘氨酸 -硝酸盐法制备的 La0 .6Sr0 .4Co1-y Fey O3 具有更高的烧结活性和电导率 .

钙钛矿复合氧化物La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的合成与电学性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成出La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3超细粉体,探讨各因素对产物的晶体结构和显微形貌的影响,研究烧成温度对电导率的影响.研究表明,G/Mn+控制在2.0—3.0、热处理温度为750℃是最佳的合成条件,1200℃烧成样品具有最优良的电性能.在室温～900℃温度范围内,样品的电导率在600℃附近出现最大值,低温段的导电行为符合小极化子导电机制.与常规固相法相比,GNP法制备样品具有更好的烧结活性和导电性能.

SOFC纳米La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.4)Fe_(0.6)O_3阴极粉体的制备及性能表征

采用EDTA-柠檬酸复合络合法合成了固体氧化物燃料电池(SOFC)纳米阴极粉体La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3(LSCF)。运用TG-DTA、FT-IR、XRD、SEM、TEM和电化学分析仪分别对产物形成过程、晶体结构、粉体形貌和电化学性能进行了分析与表征。实验结果表明:在溶胶-凝胶法制备过程中,采用EDTA和柠檬酸同时作为络合剂进行络合反应所制备的凝胶,能在较低的温度(600℃)下生成按化学计量配比的钙钛矿晶体La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3,800℃下煅烧的粉体粒子仅为20～30nm,粒子大小较一致,团聚体较少,呈球形。进一步测试其电化学性能,采用该粉体制备阴极的阳极支撑型SOFC纽扣电池(GDC+Ni GDC LSCF)具有较高的性能,以氢气为燃料,空气为氧化剂,在700℃、750℃工作温度下,最大功率密度分别为0.72 W cm-2,0.85 W cm-2,与相同条件下采用柠檬酸单一络合法制备的LSCF粉体相比,电性能有明显提高,其最大功率在700℃、750℃下分别只有0.22 W cm-2、0.46 W cm-2。

La_(0.6)Ce_(0.4)Mn_(1-y)Fe_yO_3微波吸收特性

用溶胶-凝胶法制备了La0.6Ce0.4Mn1-yFeyO3（y=0.00,0.12,0.14,0.16,0.18）样品。用微波矢量网络分析仪测试了该样品在2-18 GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率,根据测量数据计算了电磁损耗角正切及微波反射率与频率的关系。结果表明,当B位掺入铁元素时,样品吸收峰值增大,有效吸收频带增宽,在y=0.14时,样品微波吸收效果最好。当样品厚度为2.00 mm,y=0.14时,吸收峰值为38dB,10 dB以上频带宽度达4.1 GHz。初步探讨了该材料的电磁损耗机理,发现损耗吸收来自磁损耗和介电损耗的共同作用,吸收峰所在频率介于介电损耗角正切最大值与磁损耗角正切最大值对应的频率之间,即在12.7 GHz附近。对样品的电阻率测试表明,其室温范围内电导在半导体范围内,有利于降低微波在样品表面的反射率。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3(y=0.2,0.8)复合氧化物混合导电性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐（GNP）法制备了La0．6Sr0．4Co1-yFeyO3（y=0．2，0．8）g合氧化物，研究了材料的结构、电子-离子混合导电性能及其相关性。结果表明，La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y=0．2，0．8）合成粉料的颗粒细小均匀（～100nm），陶瓷形成菱形六面体钙钛矿结构。与La0．6Sr0．4Co0．2Fe0．8O3（y=0．8）陶瓷相比，La0.6Sr0.4Co0．8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷的晶粒尺寸大、致密度较高。在La0.6Sr0.4Co0．8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷中观察到Co^3＋离子歧化对电子导电性能的影响。与La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3（y=0．8）陶瓷相比，La0.6Sr0.4Co0.8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷具有更优异的电子-离子混合导电性能，材料在混合导电性能上的差异与其电子结构和显微结构紧密相关。

双效氧电极电催化剂La_(0.6)Ca_(0.4)CoO_3的合成及表征

采用有机酸辅助法合成了钙钛矿型La0.6Ca0.4CoO3电催化剂。利用XRD、TEM技术考察了该电催化剂的合成条件,特别是焙烧条件对电催化剂性质的影响并给出优化结果。采用恒流电化学极化方法初步评价了该电催化剂的双效氧电极电催化性能。结果表明,在700 ℃下恒温2 h所制备的电催化剂材料具有单相、单晶的性质,并具有较小的晶粒度,是较佳的合成条件。在该条件下合成的电催化剂具有较好的双效氧电极电催化活性及稳定性,是很有吸引力的可用于MH-空气蓄电池的双效氧电极电催化剂。

含Ni-Nb阻挡层的硅基Pb(Zr_(0.4),Ti_(0.6))O_3电容器的制备及铁电性能研究

采用Ni-Nb薄膜作为导电阻挡层,以La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)为底电极,构建了LSCO/Pb(Zr0.4,Ti0.6)O3(PZT)/LSCO异质结电容器。使用X射线衍射仪和铁电测试仪对其进行结构表征和性能测试。实验发现:Ni-Nb薄膜为非晶结构,PZT薄膜结晶状况良好。LSCO/PZT/LSCO电容器在5 V外加电压测试下,电滞回线具有良好的饱和趋势,剩余极化强度Pr为35.5μC/cm2,矫顽电压Vc为1.42 V,电容器具有良好的抗疲劳特性和保持特性。

硝酸处理对EDTA-柠檬酸联合络合法制备La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)的影响

在EDTA-柠檬酸联合络合法制备LSCF复合氧化物的过程中,利用浓硝酸对LSCF的固态前驱体进行处理,实现前驱体低温自燃烧反应.以H_2O_2分解作为模型反应考察不同制备条件对催化性能的影响.通过系统研究固态前驱体水溶液的pH值和固态前驱体的FT-IR结果,对其分解过程进行了分析,并解释了自燃发生的原因.通过XRD考察了初级粉体经高温焙烧后产物的晶体结构.研究结果表明:硝酸处理可以抑制LSCF晶粒生长,并且提高LSCF的双氧水催化性能,其中LSCF-40-900的催化性能最好.

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3系阴极材料的有机凝胶法合成与电性能

采用有机凝胶法合成了中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFCs）阴极材料La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（LSCF）,通过TG-DTA,XRD研究了凝胶前驱体的热分解及其相转化过程,使用直流四引线法测量了烧结体的电导率,并初步探讨了电输运机制.结果表明：凝胶前驱体在850℃焙烧2 h可以形成颗粒细小（约20 nm）、完全晶化的纳米粉体;所有LSCF烧结体的电导率随温度的升高基本上都呈先增大后减小的趋势,并在650-750℃之间达到最大值,中低温段的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理.在相同温度下,随着Co/Fe比例的增加,LSCF烧结体的电导率增大,中低温区域内的表观活化能下降.在700℃时,La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的电子电导率在195-792 S.cm^-1之间,完全能够满足IT-SOFCs的要求.

高介电(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷微波介电特性

采用固相反应法制备了具有钙钛矿结构的(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷,并对其烧结行为、相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究。结果表明:随着(Ba0.4Sr0.6)2+含量的增加,(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷的品质因数(Q·f)及谐振频率温度系数(τf)单调递减,而相对介电常数(εr)先升后小幅降低。当x=0.2,且烧结温度为1 450℃时,该介质陶瓷的微波介电性能为:εr=151.3,Q·f=5 900 GHz,τf=399.4×10–6/℃。与CaTiO_3(εr=160,Q·f=6 800 GHz,τf=850×10–6/℃)相比,Q·f和εr略微降低,τf有较大程度的减少,故此陶瓷体系有望替代CaTiO_3成为新一类高介电性微波陶瓷。

La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3:Ag_(0.4)与La_(2/3)Ba_(1/3)MnO_3:Ag_(0.4)的制备及其性能研究

采用化学共沉淀法合成制备了Ag掺杂摩尔百分比为0.4的La2/3Ca1/3MnO3∶Ag0.4(LCMO∶Ag0.4)、La2/3Ba1/3MnO3∶Ag0.4(LBMO∶Ag0.4)多晶复合材料,通过XRD和R-T分别对两种材料的结构和性能进行测试分析。实验结果表明:所得样品均为正交晶系钙钛矿结构;LCMO∶Ag0.4的金属-绝缘转变温度(Tp=280.2 K)比LBMO∶Ag0.4要高(Tp=256.8 K);LCMO∶Ag0.4样品的电阻值比LBMO∶Ag0.4要小两个数量级;LCMO∶Ag0.4的TCR最大值为28%,要远远高于LBMO∶Ag0.4的TCR最大值(0.5%)。

Cr替代Mn对La_(0.4)Ca_(0.6)MnO_3磁性质的影响

用固相反应法制备了La0.4Ca0.6Mn1-xCrxO3(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.15)多晶样品,通过X射线衍射(XRD)图谱、磁化强度-温度(M-T)曲线、电子自旋共振(ESR)谱线,研究了Cr替代Mn对La0.4Ca0.6MnO3磁性质的影响.实验结果表明:La0.4Ca0.6MnO3存在复杂的磁结构,在258 K出现电荷有序相,从175 K到50 K,产生强关联CO-AFM(电荷有序?反铁磁)相,温度降到41 K左右出现自旋玻璃态;当替代量x≥0.06时,电荷有序相被融化;当x≥0.10时,自旋玻璃态被融化.对实验结果进行了初步解释:电荷有序相被融化主要原因是Cr3+与Mn4+具有相同的电子结构,Cr3+替代Mn3+破坏了CE型反铁磁的自旋序,从而引起电荷序的坍塌,实验证明了电荷序CE型反铁磁体系中,电荷序和自旋序之间存在强耦合相互作用;自旋玻璃态的融化,是由于Cr替代Mn破坏了自旋玻璃态的生成条件,即反铁磁背景下有少量铁磁成分.

MOD法在种子层/Ni-W上制备La_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3薄膜的研究

采用金属有机沉积法(MOD)在双轴织构的Ni-5%(原子分数)W基带上制备了SrTiO3种子层,然后再在种子层上沉积La0.4Sr0.6TiO3薄膜。SEM图像显示种子层颗粒分布均匀,大小基本一致。通过XRD和SEM研究了不同热处理温度对La0.4Sr0.6TiO3薄膜取向和微观形貌的影响,结果显示,在Ar-4%H2气氛下于950℃制备的薄膜取向良好,表面光滑致密,无裂纹和孔洞出现。

MOD法在不同种子层上制备La_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3缓冲层的研究

采用金属有机沉积法(MOD)在双轴织构的Ni-5%W基带上制备了La0.4Sr0.6TiO3,LaTiO3和SrTiO3三种种子层,然后再在种子层上沉积La0.4Sr0.6TiO3薄膜.SEM图像显示种子层颗粒分布均匀,大小基本一致.通过XRD和SEM研究了不同种子层对La0.4Sr0.6TiO3薄膜取向和表面形貌的影响.结果显示,在LaTiO3种子层上Ar-4%H2气氛下950℃制备的薄膜取向良好,表面光滑致密,无裂纹和孔洞出现.