固相法制备Bi_(4)V_(2)O_(11)固体电解质在NH_(3)传感器中的应用

通过固相反应法制备了在中低温下具有高离子导电性的固体电解质Bi_(4)V_(2)O_(11),并以CuV_(2)O_(6)为敏感电极组装成混合电位型NH_(3)传感器。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了固体电解质的相组成和传感器的微观形貌。结果表明,在中低温(300℃~600℃)下Bi_(4)V_(2)O_(11)的电导率高于传统氧离子导体YSZ。传感器测试结果表明,基于Bi_(4)V_(2)O_(11)作固体电解质CuV_(2)O_(6)作敏感电极的传感器能在300℃~500℃的温度范围内对10 ppm~300 ppm的NH_(3)进行检测,而以YSZ作固体电解质的传感器在300℃~350℃性能下降明显;传感器在400℃下有着最高的灵敏度(-59.15 mV/decade),优于相同条件下以YSZ作固体电解质的传感器(-42.89 mV/decade)。传感器具有稳定的响应,传感器的响应值和NH_(3)浓度的对数值呈现良好的正比例关系。

ZrO_(2)作载体制备固体超强酸的研究进展

以ZrO_(2)为载体合成的固体超强酸催化剂(MoO_(3)/ZrO_(2)、WO_(3)/ZrO_(2)、SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)等),在有机合成、石油炼制等领域具有广泛的应用。本文介绍了以ZrO_(2)为载体制备固体超强酸的方法,对固体酸的改性方法如负载金属氧化物、纳米材料、稀土金属等,以及固体酸在催化反应中的应用进展进行了综述,对固体超强酸的研究方向进行了展望,以期为该领域的相关研究提供参考。

ZrO_2基中温固体电解质材料的制备和性能研究

采用无机胶化工艺制备了球状的、分散性好且粒度分布较窄的几种ZrO2基粉末。经干压成型和烧结后制备成陶瓷质电解质材料。通过XRD显微结构等分析,显示所得的样品均为立方相结构。在1 450℃烧结的样品已近完全致密。1 450～1 550℃烧结的8YbSZ在450～700℃测试范围内具有比其他的ZrO2基材料更高的离子电导率。在550℃的操作温度下8YbSZ的电导率达0.001 S.cm-1,适合于作为中温固体电解质的材料。

ZrO_2基固体电解质氧传感器的研究现状及发展趋势

近年来,由于ZrO2基固体电解质氧传感器具有高的测氧灵敏度和在高温下的化学稳定性,因而在节约能源、环境保护等方面得到了广泛的应用。该文首先介绍了ZrO2基固体电解质氧传感器的测氧原理,然后阐述了ZrO2基固体电解质氧传感器的研究现状;重点介绍了氧传感器导电理论,及在高温和低温条件下工作的氧传感器研究状况和氧传感器的应用研究,并对氧传感器未来的发展进行了分析和展望,指出为了获得高性能的氧传感器应重点发展纳米材料氧传感器。

ZrO_2(掺杂Y_2O_3)固体电解质水蒸气传感器

用ZrO2(掺杂摩尔分数为8%的Y2O3),按照一定的烧结制度得到的小管为固体电解质,分别以已知平衡水蒸气压的H2C2O4和H2C2O4·2H2O的混合物及Na2SO4和Na2SO4·10H2O的混合物为参比电极,同时根据物理化学原理,水溶剂中加非挥发性溶质可以得到不同的水蒸气分压,以纯水和不同浓度的KOH溶液为待测电极,构成水蒸气浓差电池,在0～35℃和8～23℃的范围内,分别对上述两类水蒸气电池做敏感性实验的研究·实验发现,如果以pH2O(Ⅰ)、pH2O(Ⅱ)分别表示待测极和参比极水蒸气压,电池电动势E同lg(pH2O(Ⅰ)/pH2O(Ⅱ))呈现较有规律的变化,即电池的电动势随温度的升高而变小;在温度恒定的情况下,电池的电动势E随pH2O(Ⅰ)的增大而增大;电池的电动势E同lg(pH2O(Ⅰ)/pH2O(Ⅱ))具有良好的线性关系·

含FeO熔渣对ZrO_2固体电解质侵蚀性研究

采用热力学计算软件FactSage中的Equilib平衡计算模块,模拟研究静态条件下SiO2-CaO-Al2O3-MgO-FeO五元渣系对ZrO2材质的侵蚀特性。利用MgO稳定的ZrO2固体电解质管与碳饱和铁液以及酸性渣构建可控氧流电池,分别进行电池在开路条件与外加电势条件下的侵蚀实验,并通过SEM、EDS分析检测,讨论酸性渣可控氧流电解时ZrSiO4新相的形成机理以及对固体电解质导电性能的影响。结果表明,ZrO2的侵蚀程度随温度的升高和渣中FeO含量的增加而增加;在低碱度和高碱度条件下,熔渣与氧化锆之间分别会有ZrSiO4和CaZrO3生成;相对于静态以及开路条件,外加电势电解条件下酸性熔渣与氧化锆之间易形成新相层,从而显著增大电池内阻,阻碍氧离子迁移,但也能减轻或阻碍熔渣对ZrO2固体电解质的渗透侵蚀;可控氧流电解时酸性渣中初始FeO含量最好低于20%,碱度R最好在0.23～0.80之间。

ZrO_2固体电解质在冶金工程中的应用

对ZrO2固体电解质的导电机理和工作原理进行了阐述,着重介绍了ZrO2固体电解质直接定氧技术和无污染脱氧技术在冶金工程中的应用,对这两项技术的应用前景进行了分析。

ZrO_2固体电解质用于铝电解的初步研究

本文对YSZ型析氧阳极应用于铝电解进行了初步研究,讨论了导电引出方式,密封性以及均匀电场对电解体系的影响,并且对YSZ型析氧阳极的可行性进行了验证。结果表明:YSZ型析氧阳极用于铝电解是可行的;使用镍铬丝和纳米级La0.7Sr0.3MnO3粉末的导电引出方式是合理的;密封性以及均匀电场对电解体系的稳定性十分重要。

ZrO_2-8mol%Dy_2O_3固体电解质燃料电池性能

将强碱介质中用水热法合成的立方相ZrO2-8 mol%Dy2O3纳米晶在较低的温度(1400℃)下烧结,制得了导电性固体电解质陶瓷样品.以该陶瓷作为固体电解质,Pt作电极材料组成氢-空气燃料电池,测定了不同pH介质中水热反应产物纳米晶的陶瓷样品在800～1000 ℃下的燃料电池性能.结果表明,该系列陶瓷样品的燃料电池均具有稳定的放电性能,燃料电池的短路电流密度随着水热反应介质pH值的减小而增大.在该系列陶瓷中,水热反应介质pH=9.95的陶瓷样品的燃料电池性能最高,在1000℃下,其短路电流密度为320 mA/cm2.

纳米ZrO_2基固体电解质的性能研究

在纳米ZrO2 粉中单掺纳米Y2 O3及复合掺杂纳米Y2 O3、纳米Al2 O3,通过单轴、二次加压成型 ,在 12 0 0℃下烧结 2h后随炉冷却 ,研究其陶瓷烧结体的致密特性、电导率及活化能等。发现 3YSZ的机械性能好于 8YSZ ,而 8YSZ的电性能优于 3YSZ ;4YSZ当Al2 O3含量为0 .5 %时相对密度最大 ,达 99.2 %。

ZrO_2基固体电解质的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是目前国际上燃料电池领域的研究热点,电解质是SOFC中最关键的元件,提高ZrO2基固体电解质的电导率是SOFC研究的核心的问题之一。从热力学、动力学、理论模型等方面综述了近年来ZrO2基电解质的研究进展,并对实现ZrO2基固体电解质电导率的提高提出了解决问题的路线。

8mol%Yb_2O_3掺杂的ZrO_2基固体电解质的电性能研究

研究了通过压坯烧结制备的8YbSZ(8mol%Yb_2O_3掺杂的ZrO_2)致密固体电解质的电导率。初始粉体的较高活性、各组分分布的均匀性以及Al_2O_3的加入,使得陶瓷的烧结在1400℃时几乎达到完全致密。随着烧结温度的进一步升高,离子电导率的变化不大,并且当烧结温度在1450℃和1550℃之间时达到最佳。8YbSZ烧结体具有较高的离子电导率,可以用作中温燃料电池的固体电解质材料。文中还对8YbSZ的老化进行了讨论。

(ZrO_2)_(0.92)(Gd_2O_3)_(0.08)固体电解质的水热法合成及其燃料电池性能

用新制备的(Zr,Gd)(OH)x·yH2O共沉淀作前驱体,在强碱性介质中水热合成了立方相(ZrO2)0 92(Gd2O3)0 08纳米晶.(ZrO2)0 92(Gd2O3)0 08纳米晶在较低的温度(1450℃)下烧结,制得了致密的固体电解质陶瓷样品,与通常的高温固相合成方法相比,烧结温度降低了150℃以上.本文还测定了水热反应介质pH值分别为13,11,9的陶瓷样品800℃～1000℃下的燃料电池性能.结果表明,该系列样品的燃料电池匀具有稳定的放电性能,在这一系列中又以用水热反应介质pH=9的陶瓷样品组成的燃料电池的性能最高,在1000℃下,其短路电流密度为240mA·cm-2.

新型铝电解阳极-ZrO_2固体电解质阳极的研究概述

介绍了新型铝电解阳极-ZrO2固体电解质阳极在国内外的研究情况,并对其工作原理和优点作了简要阐述。

固体电解质基NO_(2)传感器用敏感电极材料的金属修饰或掺杂研究进展

简单综述了固体电解质基NO_(2)传感器用敏感电极材料在金属修饰或掺杂方面的主要研究进展,并对固体电解质基NO_(2)传感器在金属修饰或掺杂方面存在的问题及未来研究方向进行了展望。

Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)固体超强酸催化剂的制备及其异构化性能评价

在Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体超强酸中引入WO_(3)制备了Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)固体超强酸催化剂,采用N 2吸附-脱附、XRD、TPD、TPR和Py-IR等手段对所制备催化剂进行了分析表征;在5 mL连续固定床反应装置上,考察了WO_(3)含量对Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂作用下正己烷临氢异构化反应活性的影响。结果表明:WO_(3)的引入能够显著调节Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂中四方晶相ZrO_(2)含量、比表面积、孔体积、平均孔径和酸量等,使暴露在催化剂表面的活性中心明显增加;在反应温度240℃、反应压力2.0 MPa、体积空速1.0 h-1、氢气/正己烷体积比600的条件下,WO_(3)质量分数16%的Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂的异构化活性最高,正己烷转化率为82.27%,异构化率为81.32%,二甲基丁烷选择性为34.28%。

EDTA配合法制备beta-Al_2O_3固体电解质

以金属硝酸盐和乙二胺四乙酸(EDTA)为原料,采用EDTA配合溶胶-凝胶法制备了beta-Al2O3前驱粉料,并利用X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(FTIR)、热分析(TG/DSC)、交流阻抗谱(EIS)和扫描电镜(SEM)等测试技术对beta-Al2O3的合成工艺进行了详细的研究。结果表明:该法合成beta-Al2O3前驱粉料的温度为1150℃,比固相反应法低了150℃,平均粒径约为42nm,具有较好的成型和烧结性能。将素坯在1630℃保温烧结,得到的烧结体相对密度为96%以上,300℃时beta-Al2O3固体电解质的离子电导率为0.026S·cm-1。

LaF_3固体电解质气敏元件对SO_2敏感性的研究

以氟化镧 (掺杂 )的单晶片和多晶电解质管分别作为固体电解质 ,Sn、SnF2 为参比电极 ,Pt网为待测电极 ,构成Sn ,SnF2 LaF3Pt气体敏感元件。在温度范围 30 3 15～ 35 1 15K下对不同浓度的SO2 作了敏感性的研究 (氩气为稀释气体 )。实验发现以氟化镧单晶构成的电池比多晶电池响应的快 ,单晶电池可以在 5min内响应。测定了两种电池在不同温度、浓度范围内 ,电动势EMF同温度、气体分压的对数lgPSO2 关系 :单晶气敏元件在实验的温度范围内EMF随温度、浓度的变化较为灵敏 ;而多晶气敏元件在温度高时变得不灵敏 ;EMF同lgPSO2 拟合 ,线性关系较好 ,说明二者在实验条件下能较好的服从能斯特规律。

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.

Bi_2O_3基固体电解质材料研究进展

综述了近年来Bi2O3基固体电解质材料的研究进展情况。概述了Bi2O3基固体电解质材料的一般性质及掺杂剂对材料性能(特别是相成分和电导率)的影响,并对此材料抗老化相变的研究情况进行了总结。同时针对固体氧化物燃料电池的应用特点,提出了今后在Bi2O3基电解质研究中应重视的几个问题。