掺杂型锰氧化物La1-xSrxMnO3的电子结构研究

采用局域自旋密度泛函近似LSDA(local spin-density approximation)对La_(1-x)Sr_xMnO_3超晶格的电子结构进行了计算.计算结果与众多实验数据相一致.在完整的立方晶格结构中,计算发现,已经能够得到锰氧化物特有的半金属特性,这说明Jahn-Teller畸变对此类材料半金属性的形成不起主导作用.当考虑了晶格畸变后,发现晶体的电子结构对晶体c轴与a轴的长度比(c/a)的变化十分敏感,导电性发生了金属(c/a<1)—半金属(c/a=1)—绝缘体(c/a>1)的转变.

La_(1-x)Sr_xMnO_(3-δ)(x=0,0．4)纳米粒子的制备、表征及催化性能研究

采用水热合成法和柠檬酸络合法合成了La1-xSrxMnO3-δ(x=0,0．4)纳米粒子催化剂,应用X射线衍射(XRD),BET,高分辨扫描电子显微镜(HRSEM)、X光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H2-TPR)及氧化态测定等技术表征了这些催化剂的物理性质,考察了其对乙酸乙酯氧化反应的催化活性。结果表明,所得催化剂均为单相菱方钙钛矿结构,比表面积20-33 m2·g-1,且水热合成法所得催化剂为分布均匀的短棒状粒子,粒径在30-60 nm之间。Sr的掺杂增加了催化剂的还原性,提高了催化活性。乙酸乙酯在催化剂上完全被氧化且无副产物生成。通过比较催化剂的比表面积、阳离子缺陷量(氧过量)和Mn4+浓度(可还原性)'可以认为La1-xSrxMnO3-δ的催化活性主要取决于其氧化还原性能。

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。

基于La1-xSrxMnO3的纳米复合物的研究进展

基于La1-xSrxMnO3的纳米复合物,不仅保留了La1-xSrxMnO3原本的特性,同时展现出了新的性质.基于La1-xSrxMnO3的纳米复合物已经被广泛运用到生物医药、光催化、燃料电池等领域.其制备方法、性能和应用已经成为了研究热点.本文综述了基于La1-xSrxMnO3的纳米复合物的制备方法、性能特点及生物医药应用,并对其未来的研究方向进行了展望.

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.

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。

溶胶凝胶-自蔓延燃烧法制备La_(1-x)Sr_xMnO_3纳米粉体

以乙二醇为溶剂,柠檬酸为络合剂,用溶胶凝胶-自蔓延燃烧法合成La1-xSrxMnO3纳米粉体。探讨了制备过程中的最佳成胶温度,pH值,烧结温度;利用X衍射分析了掺锶量对晶体结构的影响;用数字电桥测定了不同掺锶量的样品的电导率;运用热重和红外光谱对粉体的形成过程进行了分析。实验结果表明,最佳制备条件是:成胶温度65℃,溶液初始pH值1.5,烧结温度800℃;粉体的电导率随掺锶量增加而增大,以x=0.3最大;自燃烧后La1-xSrxMnO3钙钛矿结构已初步形成且掺杂后钙钛矿结构没有改变,但晶胞参数发生了一定的变化。

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。

微波合成固体氧化物燃料电池阴极材料La_(1-x)Sr_xMnO_3(英文)

采用微波无机合成技术制备固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料La_(1-x)Sr_xMnO_3,表征了结构和性能,研究了微波功率、反应时间和原料粒度等微波合成条件对其性能的影响,以及合成La_(1-x)Sr_xMnO_3的反应机理.

钙钛矿型氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-δ)的成相过程和结构

利用TG-DTA热分析仪和X射线衍射(XRD)研究了固相反应法合成钙钛矿型复合氧化物L a0.6S r0.4F eO3-δ的成相过程和L a1-xS rxF eO3-δ的晶体结构。结果发现,用固相反应法合成L a0.6S r0.4F eO3-δ时,配置研磨好的粉料在烧结过程中,经过多次吸热反应,到840℃开始出现L a0.3S r0.7F eO3-δ晶相,再经过更大的吸热反应,到1000℃时,L a0.6S r0.4F eO3-δ已成为主晶相。在1250℃烧结2h样品基本上已成为单一钙钛矿型结构L a0.6S r0.4F eO3-δ。同时给出了钙钛矿型复合氧化物L a1-xS rxF eO3-δ(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)的晶体结构和晶粒大小。

La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ阳极材料的固相合成及导电性能研究

采用固相法制备固体中温氧化物燃料电池(SOFC)阳极材料La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ(LSCM),用X射线衍射(XRD)分析了LSCM材料中钙钛矿相的形成过程,直流四探针对合成材料的导电性能进行了研究,碘量法测定了材料中的非化学计量值。结果表明:固相法制备所得到的产物分别在1250和1350℃下烧结15h都能得到单一的钙钛矿相;对LSCM样品导电性能研究表明,其电导率随温度的升高而增加,在850℃时空气气氛下的电导率可达22.04S·cm-1;LSCM系列材料的电导率随着氧的非化学计量值的增加而提高。用丝网印刷方式,制备以LSCM为阳极,La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ(LSGM)为电解质,La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ(LSCF)为阴极的单电池,并对其性能进行测试,最大功率输出密度约100mW·cm-2。

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 .

固相反应合成La_(1-x)Sr_xCr_(1-y)Mn_yO_(3-δ)过程热力学分析

把合成La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ(LSCM)的物料进行混合、研磨和烧结。对合成过程中的各种物料行为进行分析,根据热力学数据ΔG和ΔH的计算结果,对物料之间可能发生的反应及产物分析预测,并根据吉布斯自由能最小原理,绘出不同温度下反应体系中组分的种类及含量图,确定合成LSCM的热力学条件。从热力学角度来看,钙钛矿在低温下就可生成,但是在低温下固相反应的动力学条件不足。用XRD,TG-DTA等检测手段对热力学分析结果进行了验证。实验结果显示,1000℃下烧结后,有较多钙钛矿生成,1250℃下烧结15 h后得到了单一钙钛矿型材料。

固体氧化物燃料电池阴极材料La_(1-x)Sr_xMnO_3的制备方法

固体氧化物燃料电池是目前最成熟、最有发展潜力的燃料电池,具有广泛的应用前景。文章综述了该电池阴极材料La1-xSrxMnO3的制备方法,比较了各种制备方法的优缺点,介绍了一种新型的制备方法—自蔓延高温合成法的研究进展。指出:自蔓延高温合成法能显著缩短阴极材料的制备周期和减少能耗,从而能降低其制造成本、促进其实用化和产业化。

La_(0．7)Sr_(0．3)Cu_(1-x)Fe_xO_(3-δ)系阴极材料的制备与性能研究

采用固相法和EDTA—柠檬酸联合络合法制备了中温固体氧化物燃料电池La_(0.7)Sr_(0.3)Cu_(1-x)Fe_xO_(3-δ)阴极材料,利用直流四探针和交流阻抗技术测试了材料的导电性能和电化学性能,结果表明加入Fe后材料的电导率有所降低,但在高温下仍然具有较高的电导率(>100 S·cm^(-1))。EDTA—柠檬酸联合络合法制备的试样比固相法合成的具有更高的电导率(在800℃时,EDTA—柠檬酸联合络合法制备的试样电导率为255 S·cm^(-1),而固相法的为156 S·cm^(-1))。700℃时的复阻抗测试结果表明Fe的加入降低了La_(0.7)Sr_(0.3)CuO_(3-δ)的极化电阻,其中La_(0.7)Sr_(0.3)Cu_(0.4)Fe_(0.6)O_(3-δ)的极化电阻最小,为2.51Ω·cm^2。

钙钛矿型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFe_(1-y)Co_yO_3的制备与应用

综述了钙钛矿型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFe_(1-y)Co_yO_3的制备方法,介绍了其结构、性能特征及其主要应用前景。

溶胶-凝胶法制备La_(1-x)Sr_xFe_(1-y)M_yO_3(M=Co,Mn)催化剂

分别以EDTA(乙二胺四乙酸)和柠檬酸为螯合剂,用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型复合掺杂氧化物La1-xSrxFe1-xMyO3(M=Co,Mn)催化剂粉体。通过热分析(TG-DTA)和X射线衍射分析确定了焙烧温度,并采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度分析和氧程序升温热脱附(O2-TPD)等技术对材料进行了表征分析。X射线衍射分析结果表明:制备的材料为单相钙钛矿氧化物粉末,无简单氧化物或其他杂相生成;扫描电镜和激光粒度分析等表明粉末样品粒度小且分散性和均匀性好;氧程序升温热脱附结果初步表明合成的钙钛矿型复合氧化物结构中具有表面弱吸附氧、氧空位吸附氧以及晶格氧3种氧物种。

多晶La_(0.49)Sr_(0.51)(Mn_(1-x)Nb_x)O_3的电输运特性研究

测量了B位掺杂的钙钛矿结构锰氧化物La0 49Sr0 51(Mn1-xNbx)O3(x=0,0 05,0 15和0 25)的电阻率和磁化强度的温度特性.实验结果表明,当Nb5+部分替代B位的Mn4+离子时,电阻率-温度特性由原来单一的半导体型转变成了高温时的半导体(绝缘体)型和低温时的类金属型.随Nb掺杂量增大,电阻率迅速升高3～5个数量级,半导体(绝缘体)-类金属转变温度降低.在掺杂Nb的样品中,只观察到顺磁-铁磁转变,而未观察到铁磁-反铁磁转变.上述实验结果的一种可能解释是掺杂改变了磁有序时电子自旋的排列和空间取向,从而改变载流子被自旋热涨落的散射作用和载流子转移的随机性.

SHS法合成La_(1-x)Sr_xMnO_3的烧结性能

采用SHS法制备了SOFC阴极材料La1-xSrxMnO3(LSM);研究了不同温度下烧结LSM强度、相对密度与掺Sr量的关系,烧结试样的孔隙率以及膨胀系数随温度的变化关系。结果表明:随着Sr含量的增加,合成LSM粉末的粒度增大,烧结试样的相对密度略有降低;较高的烧结温度有利于降低试样的孔隙率;烧结LSM的热膨胀系数与YSZ匹配较好。