La1-xCaxMnO3纳米颗粒的制备及氧还原催化性能

本文采用溶胶凝胶法制备了一系列不同Ca含量的钙钛矿型氧化物La1-xCaxMnO3,O=0—0．4）纳米颗粒，X射线粉末衍射及精修、扫描电镜表征显示其相纯度和结晶度高，颗粒平均粒径约40nm。在0．1m01．L一，KOH水溶液中进行的氧还原电催化性能测试显示，La1-xCaxMnO3样品催化活性最高，表观电子转移数接近4，还原电流密度与Pt／C催化剂相当，而催化稳定性优于Pt／C。进一步研究了La1-xCaxMnO3样品中Mn价态、晶胞参数的改变对氧还原催化活性的影响，结果表明当z=0．3时，催化剂中Mn处于混合价态，Mn—O键长适中，最有利于电催化反应。

La_(1-x)Ca_xMnO_3外延薄膜的制备、结构及磁电阻效应

采用溶胶-凝胶旋涂法在单晶LaAlO3(100)基片上生长了La1-xCaxMnO3(x=0,0.05,0.1,0.2)外延薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、聚焦离子束系统(FIB)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、振动样品磁强计(VSM)和磁性测量系统(MPMS)对样品的结构、形貌、价态、居里温度和磁电阻效应进行了研究.结果表明,薄膜为立方钙钛矿结构,具有明显的(100)外延生长取向和平整的表面.在居里温度附近,样品发生铁磁-顺磁转变.随着Ca2+掺杂量的增加,样品的居里温度升高,La0.8Ca0.2MnO3的居里温度为264 K.随温度的变化,样品发生了金属-绝缘体转变.样品还具有较大的磁电阻效应,在H=2.0 T,T=210 K时,La0.95Ca0.05MnO3的磁电阻达到80.9%.

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 .

水热合成单晶La_(1-x)Ca_xMnO_3系列纳米线

采用水热法,成功地合成了一系列单晶La1-xCaxMnO3(x=0．3、0．5、0．75)纳米线．X射线衍射(XRD)的结果表明所制备的样品是纯的La1-xCaxMnO3正交相(x=0．3、0．5、0．75)纳米线．透射电子显微镜(TEM)的照片清晰地显示所制备的样品是由大量直径均匀(约90nm)、长度从几微米至几十微米的La1-xCaxMnO3的单晶纳米线构成．La0．5Ca0．5MnO3纳米线清晰的高分辨电子显微镜(HRTEM)的图片表明纳米线的表面是光滑的,没有任何缺陷且La0．5Ca0．5MnO3纳米线沿<100>方向生长．La0．5Ca0．5MnO3纳米线磁测量的结果表明相对于块材来说纳米线的Tc有明显地提高,这是由于晶胞收缩和形状各向异性所致．

Sr掺杂量对La_(1-x)Sr_xMnO_(3-δ)离子导电性能的影响

本文从La1 -xSrxMnO3-δ材料的缺陷结构出发 ,探讨了材料在高温条件下离子 (氧离子 )导电的形成机制。分析了Sr掺杂量对氧离子导电性的影响 ,发现当Sr掺杂量x =0 .5时 ,La1 -xSrxMnO3-δ材料的离子电导率达到最大 ,因为在这一掺杂浓度时 ,材料中形成了最佳的氧空 (氧离子 )传输通道。

La_(1-x)Ca_xMnO_3中Ca含量对电子结构的影响

对不同Ca含量的La1-xCaxMnO3 系列样品 (其中 0 .0 5≤x≤ 0 .80 )在室温下进行了正电子寿命谱和多普勒展宽谱的测量 .结果表明 :对应于出现巨磁阻效应的Ca成分范围 (0 .30≤x≤ 0 .5 0 ) ,正电子的平均寿命τm 和多普勒谱S参数明显降低 。

La_(1-x)Ca_xMnO_3低温高磁场下的电脉冲诱导电阻转变效应

对La1-xCaxMnO3(x=0.3,0.5)多晶材料的巨磁电阻效应及低温高磁场下的电脉冲诱导电阻可逆变化(EPIR)效应进行了研究,并对两者之间的区别进行了分析.实验结果表明,La1-xCaxMnO3(x=0.3和0.5)多晶材料在低温高磁场下仍具有EPIR效应,电阻在相同电脉冲下的变化率不随温度和施加磁场与否发生变化,表现出不同于巨磁电阻效应的变化规律.结合之前的研究结果,发现巨磁电阻效应是由于磁场造成磁矩的有序并继而造成电子的退局域化引起的,而EPIR效应则是由于电脉冲诱导氧离子迁移,导致载流子浓度变化引起的.

La_(0.8)Sr_(0.2)Mn_(1-y)Fe_yO_3微波电磁特性与损耗机制

用溶胶-凝胶法制备La0.8Sr0.2Mn1-yFeyO3（y=0．10，0．12，0．14，0．16）样品，测试并分析该样品在2～18GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率、损耗角正切及微波吸收系数与频率的关系，发现y=0．12，0．14时吸波的效果最好。样品厚度为2mm、y为0．12时，有2个吸收峰，吸收峰值最高达22dB，10dB以上吸收频带宽度达6．2GHz；厚度2．21mm样品8dB以上的吸收频宽达8．5GHz。初步探讨了该材料的电磁损耗机理，电磁特性参数在频率为12．4GHz位置发生阶跃式变化，在小于12．4GHz频率范围以介电损耗为主，在大于12．4GHz频率范围以磁损耗为主，这与Fe对Mn^3＋-O-Mn^4＋之间的影响有关。电导率测试表明在室温范围内电导在半导体范围内，有利于降低微波在氧化物表面的反射率。

复合阴极材料La_(1-x)Sr_xCuO_(3-δ)-SDC的制备及电学性能

合成具有单相正交钙钛矿结构的La1-xSrxCuO3-δ(x=0.15,0.2,0.3,0.4)系列样品,碘量滴定法实验结果表明,随着Sr掺入量的增加,Cu3+离子的含量逐渐增加.电学性能研究结果表明,La0.7Sr0.3CuO3-δ电导率最高,与La0.6Sr0.4CoO3-δ相比,La0.7Sr0.3CuO3-δ具有更好的电化学性能,可作为一种新的中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料.将La0.7Sr0.3CuO3-δ与不同质量比的中温电解质Ce0.85Sm0.15O2-δ(SDC)固相混合,制备复合阴极材料,电化学性能测试结果表明,掺入适量的SDC有利于降低La0.7Sr0.3CuO3-δ电极的极化,获得性能更优越的IT-SOFC阴极材料,提高在中温区单电池的输出功率.

La_(1-x)Sr_xFeO_(3-δ)系钙钛矿材料的表征和性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxFeO3-δ(x=0.0￣0.6)系列粉体。用FTIR、TG-DTA、XRD等对产物形成过程及结晶学特征进行了研究,考察了合成样品与Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)的化学相容性;利用碘滴定法测定了该系列产物中Fe元素的平均表观化合价和氧的非化学计量值。结果表明,所合成的系列样品均形成具有ABO3型结构的钙钛矿固溶体。随A位取代Sr含量的增加,IR谱图上560cm-1附近B-O键伸缩振动的红外吸收峰蓝移,意味着钙钛矿产物中Fe-O键的共价性成分增强。实验还发现,Fe元素的平均化合价先随样品中Sr含量的增加而升高,并以La0.6Sr0.4FeO3-δ样品达最高,而后降低;样品中氧的非化学计量值则随掺Sr量的增加单调增大。四探针法电导测量结果表明,在x≤0.4时,La1-xSrxFeO3-δ系列陶瓷烧结体在中温(450￣800℃)区的电导率,随Sr掺入量的增大而增大,La0.6Sr0.4FeO3-δ样品的电导率最高,进一步增大Sr含量导电性能变差。在低温段,样品的导电行为符合小极化子导电机制。该系列材料与SDC电解质材料具有良好的化学相容性。

固相反应合成La_(1-x)Sr_xMnO_3的机理

以La2O3,MnO2和SrCO3为原料,通过固相反应合成SOFC的阴极粉料LSM,利用XRD,TGA/DTA热分析仪等现代分析仪器研究了该材料的反应历程.结果发现,实验过程首先出现了La2SrOx相,并在350～1000℃的较大范围内一直存在,到800℃时才出现LaMnO3.通过分析研究,反应过程先是La2O3+SrCO3→La2SrOx+Co2,然后为La2O3+MnO2→LaMnO3,,最后发生La2SrOx和LaMnO3向La1-xSrxMnO3转化.这一结果与人们一致公认的反应历程,即先发生La2O3+MnO2→LaMnO3,然后是LaMnO3+SrCO3→La1-xSrxMnO3有较大差异.

稀土空位庞磁电阻材料La_((1-x)2/3)Ca_(1/3)MnO_3的结构变化和输运性质

利用标准的固相反应法制备了La(1-x)2/3Ca1/3MnO3(x<0.1)系列具有稀土La空位的庞磁电阻锰氧化物多晶样品。X射线粉末衍射(XRD)测量分析表明所有的样品均为单相,单胞具有正交对称性(Pnma)。分析了不同浓度的La空位对磁电输运性质的影响:随着空位浓度的增大,绝缘体-金属的转变温度(TMI)几乎不变(约为267K),这表明少量的稀土空位不会破坏双交换作用;但当La空位浓度x>0.04时,零场电阻率增大,但磁电阻(MR)值减小;在x=0.04时MR值在转变温度TMI处达到最大值约为220%(8T)。

La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3薄膜结构与输运性质

用磁控溅射方法在不同单晶衬底材料上制备了一系列含La2/3Ca1/3MnO3(LCMO)薄膜。当薄膜厚度大于200?,在我们实验条件下可观测到金属-绝缘体转变,且转变温度随厚度和衬底材料而变化。渗流电阻模型被用来解释薄膜材料的电输运特性,结合薄膜外延特性(晶格失配)和薄膜与衬底的相互作用,及薄膜表面、界面粗糙度的测量可知薄膜的剩余电阻、极化子的激活能、金属-绝缘体转变温度等密切与薄膜质量相关。

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_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3掺杂RE(RE=Pr、Eu、Y、Tb)的结构、红外及磁学性质

采用空气中固相反应烧结法制备了一系列钙钛矿结构的(La1-xREx)2/3Sr1/3MnO3(RE=Pr、Eu、Y、Tb;x=0、0.3或0.4)掺杂稀土锰氧化物多晶样品。X射线衍射(XRD)分析表明随着RE离子半径的减小,样品XRD的衍射峰位置普遍向高角度偏移,2θ增大0.02～0.62°。扫描电镜(SEM)观测的结果表明掺杂RE离子的半径越小,形成多晶样品的晶粒越小,未掺杂RE的La2/3Sr1/3MnO3在所有的样品中晶粒最大。红外吸收光谱测量发现样品在599～629cm-1范围出现了吸收峰并且峰的位置随掺杂RE离子半径的减小而向低频方向偏移。样品的磁性质测量表明掺杂稀土离子的半径及磁矩对材料的磁电阻有明显影响。

近紫外激发Sm^(3+)与Sr^(2+),Ba^(2+),Bi^(3+)共掺杂的La_(1/3)NbO^3的发光性质

通过高温固相反应合成了La1/3NbO3∶Sm3+荧光粉.样品的荧光光谱表明,La1/3NbO3∶Sm3+荧光粉最强的激发带在406 nm,对应于Sm3+的6H5/2→4K11/2跃迁,属于近紫外区(365～410 nm).当激发波长为406nm时,样品的最强发射峰位于596 nm,是由Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁而产生的.因此,La1/3NbO3∶Sm3+可以作为基于近紫外激发的白光发光二极管(LED)的红光材料.而且,La位共掺杂Sr2+,Ba2+和Bi3+使样品的荧光强度大大增加,在最佳掺杂浓度时的量子产率分别为5.4%,7.5%和5.3%.

La_(1-x)Ca_xMnO_3稀土氧化物多晶材料的制备与性能

采用碳酸铵化学共沉淀法在1200℃保温24小时的条件下,制备了x组分为0.2、0.33和0.9的La1-xCaxMnO3多晶靶材,通过R-T和XRD测试分析,结果表明化学共沉淀法获得了阻温特性良好(TM-I为253K、TCR为3.2%)、物相较纯的各组分LCMO多晶材料。随着x组分的增加,Ca掺杂量越大,TCR越大、对应TP温度越低,LCMO的晶格常数abc线性减小、晶粒尺寸增大。

空位掺杂La_((1-x)2/3)Ca_(1/3)MnO_3的结构及磁电阻效应

利用标准的固相反应法在1200℃烧结了La(1-x)2/3Ca1/3MnO3(x=0,0.02,0.04,0.08,0.10)样品,冷却后,取出部分在1350℃进行再烧结。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其晶体结构及表面微观结构进行了研究。X射线衍射测量分析表明样品均为单相,单胞仍然具有正交对称性结构(空间群为Pnm a),随着掺杂浓度的增加,晶格常数和晶胞体积逐渐减小。通过扫描电镜研究表明,样品随着掺杂浓度增加,晶粒逐渐增大,均匀性变好;样品在1350℃再烧结条件下,平均粒度要大,空隙度变小。样品随着掺杂浓度的增加,电阻在逐渐增大,磁电阻在逐渐减小。

La_(0.67)Ca_(0.33)Mn_(1-x)Al_xO_3体系的结构和输运特性研究

研究了Al离子的Mn位替代对巨磁阻材料La0.67Ca0.33MnO3体系的结构和输运特性的影响。结果表明,随Al3+替代量的增加,在整个替代范围内,晶胞体积表现出单调减小的规律。体系的电阻率急剧增加,绝缘体 金属转变温度TIM向低温方向移动,且与Al3+替代量存在线性关联。对少量Al3+替代量,在T>TIM的高温区域体系的输运特性满足热激活模型,在T<TIM的低温区域满足金属输运行为。这种输运行为随Al3+替代的变化特征,可从Al3+对Mn3+-O2--Mn4+双交换通道的破坏和所导致的晶格畸变方面给予解释。Al3+替代改变了电子的局域环境,进而影响到体系的输运行为。

多孔莫来石纤维陶瓷负载La_(1-x)Sr_xCoO_3(x=0．2～0．8)的NO+CO催化研究

采用真空浸渍法制备了多孔莫来石纤维陶瓷负载La1-xSrxCoO3(x=0．2、0．4、0．6、0．8)钙钛矿型催化剂．利用XRD、SEM、BET等对样品进行了表征．通过XRD发现,所制备的La1-xSrxCoO3催化剂除了存在典型的钙钛矿结构外,图谱中还发现了La(OH)3峰,而且随着x值的减小La(OH)3的衍射峰越来越尖锐．由SEM可以观察到载体具有立体网状结构并且负载在载体上的催化剂颗粒分散性较好．BET表明随着x增加,比表面积相应增加．利用一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)对所制备的La1-xSrxCoO3系列载体催化剂的催化活性进行了测试比较,发现当Sr取代量为x=0．2时,La1-xSrxCoO3整体催化活性较好．