氧化铁电极的半导体性能和光电化学 Ⅴ.烧结掺锌氧化铁电极的光电响应

Somorjai等曾报道在不同电势下,测得掺MgO氧化铁光电极具有n,p两种类型的光响应^[1]。最近本实验室首次报道了在同一电势下,热形成的掺MgO-Fe₂O₃光电极具有n,p型双重光响应共存现象^[2],由于其在电催化等中可能的应用价值引起了较广泛的兴趣。     

涂敷氧化铁电极的光电化学和介电性质的研究

本文利用涂敷Fe(C_8H_(15)O_2)_3[2-乙基己醇酸铁(Ⅲ)]于Fe,Ti,Pt金属基片上,热氧化分解制成多晶氧化铁电极。对其介电、光电化学行为的测定,表明它们与利用热氧化法以及阳极氧化法所制成的多晶氧化铁电极的性能相似,具有n型半导体的特性。借助于交流阻抗的快速测定,并且选择了一种等效电路,测定了空间电荷区电阻、电容的变化。这种方法可以用来监测光电极的相对光效率。     

氧化铁镍电极上析氧反应的电化学研究

应用射频反应磁控溅射法制备阳极催化氧化铁镍薄膜,由循环伏安、线性扫描伏安、极化曲线和电化学交流阻抗谱等研究发生在该电极上的氧化反应.结果表明,作为活化中心的铁能使过电势降低,并且随着溅射过程氧流量的增加催化性能增强,铁的掺入使得速率限定步骤由OH-的释放变为氧原子的结合.与镍相比,氧化铁镍是更理想的催化阳极材料,当电流密度为50 mA/cm2时,其氧的过电势比镍的下降了500 mV.     

含稀土钇电极材料的声化学制备及电化学性能

通过超声浸渍法以不同浓度的Y(NO3)3溶液成功地制得几种声化学改性锌粉, 以期改善碱性电池锌电极的电化学性能. 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电化学测试等方法考察了改性锌粉上Y(OH)3/Y2O3的形成及相应锌电极的耐腐蚀和循环性能. 结果表明, Y(NO3)3浓度为0.036 mol·L-1时, 声化学改性锌粉表面均匀分布着颗粒状的Y(OH)3/Y2O3, 且这些钇化合物优先生长在锌粉表面的缺陷位置, 阻挡了电化学过程中锌酸根离子向碱性电解液中的溶解与扩散, 使得相应锌电极的缓蚀效率达79.6%, 且20次循环伏安曲线的阴、阳极峰电位差比空白样减小了285 mV. 将这种改性锌粉和空白锌粉组装成模拟锌银电池, 在250 mA·cm-2的高放电电流密度下测试发现, 声化学改性锌粉的锌电极从1次到30次循环的放电容量损失仅为62.7 mAh·g-1; 且放电容量在50周期时达到322.6 mAh·g-1, 说明声化学改性锌粉可明显提高电极的放电容量和循环寿命.     

LaAlO3基电解质与阳极材料的化学相容性及电化学性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成La_0.90Sr_0.10Al_0.97Mg_0.03O_3-δ (LSAM)粉体, 成型后经1500 °C、5 h 烧结的样品, 900 °C时其电导率为1.11×10^-2 S·cm^-1. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜/X 射线能谱分析(SEM/EDX)和交流阻抗技术等表征手段研究NiO-Ce_0.9Gd_0.1O_1.95 (Ni-GDC)、Sr_0.88Y_0.08TiO₃ (SYT)和La_0.75Sr_0.25Cr_0.5Mn_0.5O₃(LSCM)三种阳极材料与LSAM电解质的化学相容性. 结果表明, SYT 和LSCM与LSAM的化学相容性欠佳,SYT中的Sr²⁺和Ti⁴⁺向LSAM晶格的扩散明显, LSCM中的Mn³⁺和Cr³⁺向LSAM晶格的扩散显著; 而Ni-GDC与LSAM具有良好的化学相容性, 在1300 °C下两材料间阳离子的相互扩散作用极小. 800 °C时Ni-GDC的比表面极化电阻(RASP)值为5.12 Ω·cm². LSAM 电解质(厚度为550 μm)支撑的Ni-GDC/GDC/LSAM/GDC/LSF(La_0.75Sr_0.25FeO₃)单电池, 在800 °C时电池的开路电压为0.925 V, 最大功率密度为19.5 mW·cm^-2.     

CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能

采用连续式离子层吸附与反应法制备了CdS量子点敏化的ZnO纳米棒电极.应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对CdS量子点/ZnO纳米棒电极的形貌、晶型和颗粒尺寸进行了分析和表征;采用光电流-电位曲线和光电流谱研究了不同CdS循环沉积次数及不同沉积浓度对复合电极的光电性能影响.结果表明,前驱体浓度都为0.1mol·L-1且沉积15次敏化后的ZnO纳米棒阵列电极光电性能最好.与单纯的ZnO纳米棒阵列电极和单纯的CdS量子点电极相比,其光电转换效率显著提高,单色光光子-电流转换效率(IPCE)在380nm处达到76%.这是因为CdS量子点可以拓宽光的吸收到可见光区,并且在所形成的界面上光生载流子更容易分离.荧光光谱实验进一步说明了光电增强的原因是,两者间形成的界面中表面态大大减少,有利于减少光生电子和空穴的复合.