中温复合固体电解质SDC-LSGM的制备和性能

采用甘氨酸-硝酸盐法分别制备了Ce0.85Sm0.15O2-δ（SDC）与La0．9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）两种电解质材料，并用固相混合法将两种材料按不同质量比（SDC与LSGM的质量比分别为9：1，8：2，5：5）混合制备复合电解质材料．采用交流阻抗技术对样品的电学性能进行研究．实验结果表明，SDC与LSGM的质量比为9：1（SL91）时，样品具有较高的电导率，在350～800℃温度范围内其电导率均比SDC的高．以复合电解质为支撑体，以Sm0.5Sr0.5CoO3为阴极、NiO／SDC为阳极制成单电池，测试结果显示，在800℃时以SL91为电解质的单电池的最大输出功率密度为0．25W／cm^2，最大电流密度为1．06A／cm^2．在电池的工作温度区间（600～800℃）内以复合材料为电解质的单电池的开路电压比以SDC为电解质的高．

钙钛矿型催化剂处理NO_x和微粒的工作条件

通过试验,对钙钛矿型复合氧化物催化剂La0.9K0.1CoO3处理NOx和微粒的工作条件进行了研究,结果表明,反应温度、氮氧化物的浓度、氧气的浓度以及催化剂与微粒的接触程度,是影响催化反应进行的主要因素,同时给出了反应条件。该催化剂的反应条件与柴油机尾气状况相近,通过与其他氮氧化物后处理技术协同作用,可望达到较好的去除汽车尾气污染物的效果。

La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.9)Fe_(0.1)O_(3-δ)的柠檬酸盐法制备和性能

采用柠檬酸盐法合成了La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ(LSCCF,x=0.05,0.1,0.15和0.2)粉料。TG-DSC分析表明,凝胶在320℃~558℃分解为相应的氧化物。XRD测试表明:产物前躯体在800℃下热处理3h就可制备出具有畸变钙钛矿结构的LSCCF粉料。电导率测试表明,随着烧结温度的升高和Sr2+含量的增加,样品电导率变大,其导电活化能变小。在600℃~800℃范围内,LSCCF样品的电导率为102S/cm^103S/cm,能够满足中温固体氧化物燃料电池阴极材料的要求。LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质在800℃下烧结10h后没有新相生成,表明LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质具有良好的化学相容性。

钙钛矿锰氧化物La_(0.9)Sb_(0.1)MnO_3电子自旋共振谱的研究

制备了电子掺杂钙钛矿锰氧化物庞磁电阻材料La0.9Sb0.1MnO3,并在不同温度测量了La0.9Sb0.1MnO3的电子自旋共振谱.观察到La0.9Sb0.1MnO3体系存在相分离现象,实验证明,这种电子掺杂的锰氧化物具有复杂的磁结构,随温度升高样品逐渐由铁磁态向顺磁态转变,在220～260K的过渡温区,样品的磁状态最复杂,存在铁磁、顺磁多个磁相共存的现象.通过分解电子自旋共振的积分吸收谱,分析了La0.9Sb0.1MnO3样品磁性随温度的演变过程,并讨论了电子掺杂锰氧化物的磁不均匀性和相分离现象.

共沉淀法合成La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.9)Fe_(0.1)O_(3-)及其性能表征

以金属硝酸盐、氨水为沉淀剂,采用化学共沉淀法合成了La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-"(简称LSCCF,x=0.05,0.10,0.15,0.20)粉料。借助差示扫描量热法-热重分析法(DSC-TG)、X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)对600℃,800℃,1000℃热处理4h后LSCCF粉料的形成过程、晶体结构和粒度形貌进行了研究。实验结果表明,LSCCF粉料的形成过程分为4个阶段——脱水阶段、分解阶段、LaCoO3基氧化物形成阶段和LSCCF固溶体形成阶段;适宜热处理制度为800℃下保温4h,且制备出的LSCCF粉料为均一的钙钛矿结构。使用直流四极探针法测定了LSCCF样品在空气气氛下的电导率,发现该体系材料在600～800℃范围的电导率都超过了250S·cm-1,其导电机制符合p型小极化子绝热孔隙理论,且能够满足中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)阴极材料的要求。

中温固体电解质LaGaO_3的制备

分别采用固相反应法、凝胶燃烧法分别制备了镓酸镧基固体电解质粉体(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ),讨论了煅烧温度对粉体物相的影响,比较了两种方法所制备粉体的特点,X射线衍射分析表明,固相反应法制备需经1250℃下预烧15h,1500℃下煅烧24h,得到La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ粉体颗粒尺寸在1μm,而凝胶燃烧法仅需在1400℃煅烧10h可以合成La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ粉体,粉体颗粒尺寸150nm。

微波固相烧结制备La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.9)Fe_(0.1)O_(3-δ)阴极材料及性能表征

以碳酸盐和氧化物为原料,采用微波固相烧结法制备了La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ(简称:LSCCF,x=0.05,0.10,0.15和0.20)粉料.用XRD和SEM对LSCCF粉料的晶体结构和颗粒形貌进行了研究.结果表明:微波固相反应在1200℃下烧结0.5 h便可以形成密度为5.366 g/cm3,晶粒尺寸小于500 nm钙钛矿结构的粉料.而常规固相反应法在1300℃下烧结7 h只形成了密度为3.426 g/cm3,晶粒尺寸小于2000 nm钙钛矿结构的粉料.电导率测量结果表明:随着烧结温度的升高和Sr2+含量的增加,LSCCF样品的电导率变大,600℃～800℃范围内微波烧结制备的La0.7Sr0.15Ca0.15Co0.9Fe0.1O3-δ样品的电导率最小值为672 S/cm,且高于常规固相烧结制备的相同组成样品的电导率最小值425 S/cm.LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质的混合物在800℃下烧结10 h后没有新相生成,表明LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质具有良好的化学相容性.

SDC中间层的阳极支撑型LSGM电解质膜SOFC的制备及性能研究

采用离心沉降法及高温共烧结工艺在多孔NiO-Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)阳极上成功地制备了SDC/LSGM(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ)/SDC电解质薄膜.经共烧结制备了11μm SDC/15μm LSGM/13μm SDC三层复合电解质薄膜.电池在800℃最大输出功率密度为0.92 W/cm2,但电池的开路电压0.89 V低于理论电动势.电池微结构和元素分析表明,高温共烧结时Ni扩散到LSGM电解质薄膜中引起电子电导,导致电池开路电压偏低.阻抗谱测试表明,引入SDC电解质作为隔离层后,欧姆极化过程和电极极化过程共同影响电池的性能.

无气相氧条件下La_(0.8)Sr_(0.2)Fe_(0.9)Co_(0.1)O_3钙钛矿氧化物的氧物种直接氧化甲烷

以La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3钙钛矿氧化物作氧载体,采用连续流动反应和连续顺序Redox反应考察了氧物种氧化甲烷的反应性能.结果表明,连续流动反应中La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3氧化物的氧物种能选择氧化甲烷生成合成气.在适宜的再氧化条件下,通过连续顺序Redox反应实现了La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3氧化物的氧物种氧化甲烷连续生成合成气,消耗的氧物种可通过与气相氧反应而得到补充.但随着Redox反应的进行,氧化物的持续供氧性能下降,钙钛矿结构被破坏.

La_(0.9)Sb_(0.1)Mn_(1-x)Ti_xO_3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)的晶体结构及磁学性质

采用固相反应法制备了钙钛矿锰氧化物La0.9Sb0.1Mn1-xTixO3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)的多晶样品.X射线衍射(XRD)表明,样品仍为正交钙钛矿结构.扫描电镜(SEM)观测结果表明,随着掺杂量的增加,晶胞体积增大,间隙增大,但仍为规则的立方晶格结构.所有样品在598-606cm-1范围内出现了红外吸收光谱.且随着掺杂量的增加,光谱向高频移动.样品的磁电阻(MR)表明对材料进行B位微量掺杂,对提高其磁性质有明显作用.

La0.8Ce0.2Fe0.9Ru0.1O3/TiO2催化湿式氧化降解草甘膦废水

草甘膦是种广谱除草剂,草甘膦废水产量大、可生化性差。以钙钛矿型La_(0.8)Ce_(0.2)Fe_(0.9)Ru_(0.1)O_3/TiO_2为催化剂,采用湿式氧化(WAO)和催化湿式氧化(CWAO)法对草甘膦废水进行高效降解,并对草甘膦降解机制进行研究。应用XRD和XRF对催化剂进行表征,结果表明,合成的催化剂具有钙钛矿结构,但由于Ru原子半径太大可能没有完全进入钙钛矿骨架,导致CWAO反应后有微量Ru溶出。考察反应温度对草甘膦降解的影响,并对反应过程中C、N、P产物的选择性进行分析,结果表明,提高反应温度和加入催化剂有利于提高草甘膦转化率及对CO2和PO_4^(3-)的选择性,但反应温度过高不利于生成N_2,因为高温下NH3-N更容易被氧化成NO_2^-和NO_3^-。在实验条件下,合适的反应温度为200℃,反应180 min草甘膦转化率大于95%,同时对CO_2和N_2有较高的选择性,分别为54.59%和19.40%。应用计算量子化学计算草甘膦分子的净电荷分布,结果表明,WAO和CWAO中草甘膦反应的断键部位为C—C键、C—P键和C—N键,而后中间产物再进一步被氧化为CO_2、N_2、NO_2^-、NO_3^-、PO_4^(3-)等。

Ba_(0.9)La_(0.1)Ce_(0.7)Zr_(0.2)Nd_(0.1)O_(3-α)陶瓷的化学稳定性和离子导电性

用高温固相反应法制备了Ba0.9La0.1Ce0.7Zr0.2Nd0.1O3-α陶瓷。粉末X-射线衍射(XRD)结果表明,该材料为单一钙钛矿型BaCeO3斜方晶结构,在高温下、CO2或水蒸气气氛中具有较高的稳定性。在500～900℃温度范围内,分别用交流阻抗谱技术和气体浓差电池方法研究了材料在不同气体气氛中的离子导电特性,并与Ba0.9Ca0.1Ce0.9Nd0.1O3-α材料的导电特性进行了比较。结果表明,在500～900℃温度范围内,干燥和湿润的氢气、氮气、空气和氧气气氛中,材料的电导率均随着温度升高和氧分压增加而增加,且材料在湿润气氛中的电导率稍高于相应的干燥气氛中的电导率(氢气气氛中则相反)。在湿润氢气中,材料的质子迁移数为1,是一个纯的质子导体;在干燥空气中,材料的氧离子迁移数为0.087～0.155,是一个氧离子与电子空穴的混合导体;在湿润空气中,材料的质子迁移数为0.001～0.004,氧离子迁移数为0.160～0.198,是一个质子、氧离子和电子空穴的混合导体。材料在干燥和湿润空气中的氧离子电导率均高于相同条件下Ba0.9Ca0.1Ce0.9Nd0.1O3-α材料的氧离子电导率。

不同粉料制备Nd∶(Y_(0.9)La_(0.1))_2O_3透明陶瓷及其性能

分别采用液相法和固相法制备的纳米粉,制得透明性良好的Nd∶(Y0.9La0.1)2O3透明陶瓷,并测试了各样品的结构,光谱及光学性能.结果表明:该陶瓷具有相同的光谱性能;但液相法复合纳米粉制备的透明陶瓷光学性能优于固相反应法制备的透明陶瓷;固相反应法制备的透明陶瓷,由于有部分La2O3分布不均,易导致晶粒生长不均匀和残留少量气孔;长时间球磨混料,也不利于样品性能的提高.

La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)电解质材料的合成及性能研究

对合成La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)电解质的制备过程做了TG-DTA分析,然后采用固相法合成LSGM电解质材料。利用XRD、粒度分析、交流阻抗谱等检测技术,对LSGM电解质结构及性能进行表征。XRD分析表明,在1 000℃烧结后,粉体开始形成钙钛矿结构,随着温度的升高,粉体中杂相含量越来越少,经1 000℃和1 450℃两次烧结后,形成了单一的钙钛矿结构相;粒度分析表明,合成电解质粉体的粒径较为合理;交流阻抗谱检测表明,烧结样品具有稳定的离子电导性能,在800℃时,电导率约为1.2S/m。

不同气氛退火对多晶La0.9Ca0.1MnO3磁矩和比热的影响

对具有电脉冲诱发电阻可逆变化(EPIR)特性的多晶La0.9Ca0.1MnO3在相同条件下经氩气和氧气退火后样品的磁矩和比热进行了研究.实验结果表明,经氧气退火后的磁矩和比热分别比氩气退火后的磁矩和比热增大.对氧气退火后的比热和氩气退火后的比热做差处理后发现,两种气氛退火后的比热差与T3/2成线性关系.经氧气和氩气退火后的区别在于氧离子浓度的变化.经氧气退火后,氧离子浓度增加,导致样品中铁磁区域的增大,引起磁矩和比热增大.退火后磁矩和比热的变化与EPIR效应中磁矩和比热随电阻状态的变化趋势一致,表明EPIR效应与氧含量的变化有关.

中温固体氧化物燃料阴极La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.9)Fe_(0.1)O_(3-δ)粉体的柠檬酸盐法合成及性能

以金属硝酸盐为原料,柠檬酸盐法合成了用于中温固体氧化物燃料电池阴极材料La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ(LSC-CF,x=0.05、0.10、0.15、0.20)的前驱体,TG-DSC、XRD和SEM研究了LSCCF的形成过程、晶体结构、粉体形貌、催化性能以及与电解质的化学相容性,并在空气气氛下用直流四极探针法测试经1 200℃烧结3 h后LSCCF样品从100℃到800℃的电导率。实验结果表明:800℃处理3 h后的LSCCF前驱体可以形成粒度小于20μm钙钛矿结构的粉体,LSCCF样品的电导率随着Ca2+含量的减少而变大,且在500~800℃内均大于500 S/cm。LSCCF粉料可使碳粉的着火点降低14℃并加剧了碳粉的反应。LSCCF阴极与电解质Ce0.8Sm0.2O2具有好的化学相容性。

碱土金属双掺杂钴铁酸镧的结构和电性能

应用共沉淀法合成了中温固体氧化物燃料电池刚极材料La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe01O3-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20)的粉料.采用XRD,SEM和直流四极探针法研究了其晶体结构和电导率随温度变化规律以及其与电解质Ce0.8Sm0.2O2的化学相容性.实验表明:Ca2+和Sr2+双掺杂取代La3+进入晶格后,合成的粉料具有六角晶系钙钛矿结构;随着Ca2+含量x增加,La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ晶胞a轴方向缩短c轴方向拉长,晶胞体积减小:且样品的电导率也在降低.随温度升高到490℃,电导率出现最大值,温度继续升高晶格氧逸出而导致电导率降低.400℃～700℃时,样品的电导率均高于450S/cm.当x=0.10和0.15时,其电导率基本相等且高于760 S/cm.合成的粉料与电解质Ce0.8Sm0.2O2具有良好的化学相容性.

(La_(0.9)Bi_(0.1))_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3磁性和电输运性质研究

利用固相反应法制备了(La0.9Bi0.1)2/3Ca1/3MnO3样品,研究了它的导电特性和磁性。在电阻和磁化测量中观察到热滞现象。在电阻-温度(R-T)曲线中出现了两个峰,当施加5T外场时,电阻中的热滞现象被抑制,只观察到一个峰。磁化(M-T)曲线表明,在居里温度(Tc)以下发生了顺磁-铁磁(PM-FM)相变。样品不同寻常的M-T行为能够很好地解释测量到的R-T曲线。

(1-x)(Mg(0.9)Co(0.1))TiO3-x(Ca(0.61)La(0.26))TiO3陶瓷的微波介电性能(英文)

研究了(1-x)(Mg0.9Co0.1)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MCT-CLT)体系陶瓷的微波介电性能.目的是通过(Ca0.61La0.26)TiO3(CLT)协调(Mg0.9Co0.1)TiO3(MCT)陶瓷的谐振频率温度系数.实验发现,烧结温度和陶瓷组成对微波介电性能影响显著,当烧结温度为1300℃时,可以获得良好的致密度,当烧结温度超过1300℃时,陶瓷致密度和介电性能下降.此外,随着CLT含量的增加,材料的介电常数增大,品质因数减小.当CLT含量为13%,烧结温度为1300℃,保温2h,(MCCLT)陶瓷具有优良微波介电性能,εr=22.4,Q×f=35000 GHz,τf=-8.7×10-6/℃,从而达到实用要求.

La1-xRexCrO3-δ系连接材料烧结及电性能研究

采用柠檬酸-硝酸盐法合成了La1-xRexCrO3-δ(Re=Nd、Ce;x=0.1、0.3、0.5)连接材料,用XRD、SEM等对产物烧结进行表征。结果表明,连接材料的烧结性能受掺杂离子的种类和掺杂量的影响,通过比较得知,La0.9Nd0.1CrO3烧结体的致密度最大。采用直流四端子法测量烧结体在中温(450～800℃)区的电导率,测量结果表明电导率随钕含量的增大而减小,La0.9Nd0.1CrO3样品的电导率较高。因此,La0.9Nd0.1CrO3作为连接材料具有很好的发展前景。