La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3电化学特征及氧还原动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3MnO3催化剂粉体。通过XRD,CV和RDE等物化及电化学测试手段对制备催化剂的物相组成,电化学特征和氧还原催化活性进行了研究。XRD结果分析表明制备催化剂具有的单一物相组成,且平均颗粒粒径大约为60.5nm。电化学测试结果表明La0.7Sr0.3MnO3具有良好的氧还原催化活性,其氧还原起始电势可达到0.025V(vs.Hg/HgO)。La0.7Sr0.3MnO3的ORR催化过程属于混合的二电子和四电子转移过程,但以生成产物为水的四电子转移过程为主。

纳米多晶La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3磁性相变临界行为研究

用溶胶-凝胶方法制备了纳米多晶La0.7Sr0.3MnO3样品。测量了不同温度下烧结的样品的零场冷却交流磁化率与温度和直流磁场的依赖关系。通过对铁磁-顺磁转变点附近临界峰的分析,得到973K烧结的多晶样品居里温度为312.1K±0.2K,临界指数为:δ=3.040,γ=1.007,β=0.493;1173K烧结的多晶样品居里温度为331.7K±0.1K,临界指数分别为:δ=2.950,γ=0.993,β=0.508。两组数据均与平均场理论预言结果一致,表明纳米多晶La0.7Sr0.3MnO3样品在磁性相变点附近存在长程相互作用。

La_(0.7)Sr_(0.3)Ga_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ)氧离子导体材料的制备与表征

以相应的金属氧化物和盐为原料,通过甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成出La_(0.7)Sr_(0.3)Ga_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ)(LSGF)粉末,经压制、烧结后,得到LSGF烧结体试样。采用X射线衍射仪(XRD)对所得前驱体及其煅烧后粉体的相组成进行分析;采用扫描电镜(SEM)及X射线冠电子能谱仪(EDS)对烧结体的微观组织和成分进行了观察,还对烧结体的致密度、电导率和热膨胀系数等进行了测试分析。实验结果表明,甘氨酸-硝酸盐法所制备的前驱体粉末在700℃煅烧5 h后可获得具有单一钙钛矿结构的LSGF粉末,其晶粒尺寸在45 nm左右,所制备的LSGF烧结体在400～900℃范围的电导率在3.97～4.42 S·cm^(-1)之间,热膨胀系数在9.2×10^(-6)~11.12×10^(-6)K^(-1)之间。

EDTA-柠檬酸络合法制备阳极催化剂La_(0.7)Sr_(0.3)Cr_(0.87)Y_(0.13)O_(3-δ)及热力学分析

采用EDTA-柠檬酸络合法制备固体氧化物燃料电池钙钛矿型耐硫阳极催化剂La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ。采用TG-DSC对EDTA-柠檬酸络合法制备的阳极溶胶的热分解温度及晶相的形成温度进行分析;采用XRD和SEM等分析手段对烧结后的阳极粉末进行表征,并与尿素燃烧法制备的阳极粉末进行对比。再通过热力学软件计算分析阳极在H2S气氛中于一定氧分压(p(O2))和硫分压(p(S2))下的稳定性,对硫化前后阳极粉末的红外光谱进行对比分析,并对其耐硫性进行验证。结果表明:EDTA-柠檬酸络合法可以降低La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ的烧结温度;La0.7-Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ具有一定的耐硫性能,升高操作温度和增大氧分压可以提高其耐硫性,符合耐硫阳极的要求。

La0.7Sr0.3MnO3晶粒尺寸对磁性的作用

印度Pune大学物理系的P．A．Yadav等人采用柠檬酸盐一凝胶方法合成了纳米相La0.7Sr0.3MnO3试样，并在600～1200℃温度范围进行退火。观察发现，晶粒尺寸随退火温度升高而增大，纳米相磁体的饱和磁化强度随粉粒尺寸增大而提高，证明了在表面形成磁固定（dead）层，其厚度通过计算得出。纳米粒的矫顽力变化趋势与理论上预计的相同，而小于22nm的粉粒是单磁畴。铁磁向顺磁转变的温度随粉粒增大而提高。

SOFC阴极材料LSM的合成及性能研究

分别采用固相法、甘氨酸-硝酸盐燃烧法和溶胶-凝胶法制备了固体氧化物燃料电池阴极材料La0.8Sr0.2MnO3(LSM)。将合成的粉体在不同的温度下烧结,并通过XRD确定粉末成相最低烧结温度为900℃;利用扫描电镜(SEM)对合成的粉体进行微观结构的观察和分析;采用Van-der Pauw四电极法测量片状阴极的直流电阻进而计算电导率;采用三电极法研究LSM阴极材料的电化学性能;结果表明,溶胶-凝胶法制备的LSM阴极与电解质的界面阻抗最小。同时,将3种方法制备的LSM应用到多孔阳极支撑型的固体氧化物燃料电池上,制备成全电池,并采用四电极法对全电池的输出性能进行测试分析,结果表明,溶胶-凝胶法制备的LSM阴极材料电化学性能良好,最大输出功率密度达317mW.cm-2。因此,溶胶-凝胶法合成的LSM粉末能够有效满足固体氧化物燃料电池阴极材料的要求。