Y3+, S6+掺杂的矿物锂快离子导体Li1.2+x-yYxTi1.9-xAl0.1Si0.1SyP2.9-yO12系统的合成与表征

以LiTi2(PO4)3为母体,以天然高岭石为起始原料,经高温固相反应制得了一系列新的锂快离子导体Li1.2+x-yYxTi1.9-xAl0.1Si0.1SyP2.9-yO12(以下简称Y-S-Lisicon).X射线粉末衍射分析结果表明在x≤0.3,y＜(0.2+x)的组成范围内均能得到类似于Nasicon三方结构的相,同时还存在其他杂相.应用交流阻抗技术测定电导率的结果表明起始组成为x=0.1,y＝0.15的合成物电导率最高,其在室温下的电导率为2.93×10-5 S·cm-1,在673 K时可达3.62×10-2 S·cm-1,其在473～673 K间的活化能为37.19 kJ·mol-1,分解电压为3.0 V.     

BaCe0.5Zr0.4Y0.1O3-α的溶胶-凝胶法制备及其电性能

采用溶胶-凝胶法, 以低于固相合成法150～250 ℃的温度进行烧结, 分别制备了BaCe0.9Y0.1O3-α和BaCe0.5Zr0.4Y0.1O3-α固体电解质. 应用AUTOLAB PGSTA 30型电化学工作站测定了两种电解质在不同温度下的阻抗谱, 在350～800 ℃范围内电导率分别为1.62×10-4～6.43×10-3 S·cm-1, 2.52×10-5～3.73×10-3 S·cm-1, 电导激活能分别为0.54和0.84 eV. 同时用高温固相合成法合成了BaCe0.9Y0.1O3-α质子导体, 在相同条件下其电导率为1×10-4～4×10-3 S·cm-1, 激活能为0.50 eV. 实验结果表明 用溶胶-凝胶法得到的材料在烧结温度低于固相合成法150～250 ℃的情况下, 制备出的样品电导率高;对于同一质子导体BaCe0.9Y0.1O3-α, 用Zr代替部分Ce, 固体电解质的电导率明显降低.     

Ba1.03Ce0.8 Ho0.2O3-α固体电解质的制备和电性能

采用高温固相反应法制备了非化学计量组成的Ba1.03Ce0.8 Ho0.2O3-α 固体电解质,用XRD和SEM对其相组成和表面及断面形貌进行了表征。用气体浓差电池方法测定了材料在600～1000 ℃温度范围内,干燥空气、湿润空气和湿润氢气气氛中的离子迁移数;用交流阻抗谱技术测定了它们在各实验气氛中的电导率。研究了材料的离子导电特性,并与BaCe0.8Ho0.2O3-α 和Ba0.97Ce0.8Ho0.2O3-α 的性能进行了比较。结果表明：该材料为单相钙钛矿型斜方晶结构。在600～1000 ℃温度范围内、干燥空气中,是氧离子与电子空穴的混合导体,氧离子迁移数为0.10～0.36;在湿润空气中,是质子、氧离子与电子空穴的混合导体,质子迁移数为0.11～0.01,氧离子迁移数为0.34～0.30;在湿润氢气气氛中,是纯质子导体,质子迁移数为1。在600～1000 ℃温度范围内,干燥空气、湿润空气和湿润氢气气氛中,非化学计量组成材料(x = 1.03,0.97)的电导率高于化学计量组成材料(x = 1)的电导率,其中,Ba1.03Ce0.8 Ho0.2O3-α的电导率最高 (1000 ℃时、在干燥空气气氛中：3.92×10-2 S·cm-1;在湿润空气气氛中：3.46×10-2 S·cm-1;在湿润氢气气氛中：2.10×10-2 S·cm-1)。Ba1.03Ce0.8 Ho0.2O3-α材料的离子导电性优于BaCe0.8Ho0.2O3-α 和Ba0.97Ce0.8Ho0.2O3-α。     

钠快离子导体Na1+xZr2-yTiySixP3-xO12系统的研究(Ⅱ)

本文介绍钠快离子导体Na_(1+x)Zr(3-y)Ti_y Si_xP_(3-x)O_(12)系统中x=2.0,y=0—2.0的一系列合成物的合成条件、相变关系及其两个单纯相—311相(相当于起始组成为Na_(3.0)Zr_(1.0)Ti_(1.0)Si_(2.0)P_(1.0)O_(12.0)和302相(相当于起始组成为Na_(3.0)Ti_(2.0)Si_(2.0)P_(1.0)O_(12.0)的电导率和激活能。 室温时,311相和302相的电导率分别为0.78×10~(-4)(Ω·cm)~(-1)和0.30×10~(-4)(Ω·cm)~(-1)。623K时,311相和302相的电导率则是0.49×10~(-1)(Ω·cm)~(-1)和0.44×10~(-4)(Ω·cm)~(-1)。在473K—623K温区里,311相和302相的电导激活能各为43.01kJ/mole和46.26kJ/mole。     

SrCe0.9Ho0.1O3-α陶瓷的质子导电性

以高温固相反应法合成了复合氧化物陶瓷SrCe0.9Ho0.1O3-α. 粉末XRD结果表明,该陶瓷样品为单一斜方相钙钛矿型结构. 采用交流阻抗谱和氢浓差电池方法研究了样品在600～1000 ℃下湿润氢气中的质子导电性能. 结果表明,在氢气气氛中600～1000 ℃范围,陶瓷样品质子迁移数约为1,几乎是一个纯质子导体,质子电导活化能为61.0 kJ·mol-1,最大质子电导率为1.6×10-2 S·cm-1,该样品在此实验条件下还具有良好的化学稳定性.     

SrCe0.9Yb0.1O3-α陶瓷的导电性

以高温固相反应法合成了质子导电性氧化物陶瓷SrCe0 .9Yb0 .1O3 -α.粉末XRD结果表明 ,该陶瓷样品为单一斜方相钙钛矿型结构 .以陶瓷样品为固体电解质、多孔性铂为电极 ,采用交流阻抗谱技术和气体浓差电池方法分别测定了样品在60 0～ 10 0 0℃下、干燥空气及湿润氢气中的电导率及离子迁移数 ,研究了样品的离子导电特性 .结果表明 ,在 60 0～ 10 0 0℃下干燥空气中 ,陶瓷样品的最大电导率为 0 .0 2 6S·cm-1,氧离子迁移数为 0 .0 3～ 0 .2 ,是一个氧离子与空穴的混合导体 ;在湿润氢气中 ,陶瓷样品的最大电导率为 0 .0 15S·cm-1.60 0～ 80 0℃时 ,陶瓷样品的质子迁移数为 1,是一个纯的质子导体 ,而在 90 0～ 10 0 0℃时 ,陶瓷样品的质子迁移数为 0 .91～ 0 .97,是一个质子与电子的混合导体 ,质子电导占主导     

钠快离子导体Na1+xZr2-yTiySixP3-xO12系统的研究Ⅲ

通过高温固相反应合成了Na_(1+x)Zr_(2-y)Ti_y,Si_xP_(3-x)O_(12)系统y=1,x=0-2.0的一系列合成物.其合成反应温度低于Zr-NASICON的合成温度.研究了系统的相变关系以及电导率、电导激活能与化学组成的关系.研究了系统合成物对水的稳定性.结果表明y=1.0,x=0.9的合成物的电导性能最好,对水的反应性也较小,其电导率在室温时为3.64×10~(-4)(Ω·cm~(-1)),在623K时为1.25×10~(-1)(Ω·cm)~(-1),其激活能为26.35kJ/molc(0.27cV)(473-673K).     

La2-xSrxMo2O9-α仅的制备及氧离子导电性能

用固相反应法合成了立方相陶瓷样品La2-xSrxMo2O9-α(x=0.05,0.10,0.15).采用交流阻抗谱、气体浓差电池和氧泵(氧的电化学透过)等多种电化学方法研究了样品在550～1000℃下氧离子的导电性质.结果表明:La2-xSrxMo2O9-α陶瓷在氧化性气氛中几乎是纯的氧离子导体;在还原性气氛中为氧离子和电子的混合导体;掺杂量x对样品的电导率有着明显影响,其中x=0.10的样品La1.9Sr0.1Mo2O9具有最高的氧离子电导率,1000℃时的氧离子电导率约为0.17 S·cm-1.     

Ce1－xPrxO2－δ (x＝0.05～0.30)固溶体的合成及其性质研究

利用溶胶-凝胶法合成了固溶体Ce1－xPrxO2－δ (x＝0.05～0.30). X射线衍射(XRD)分析表明, 在x≤0.30的范围内形成了单相萤石结构固溶体Ce1－xPrxO2－δ; X射线光电子能谱(XPS)结果表明, 样品中氧缺位浓度随掺杂量增大而增大, 铈离子主要为Ce4＋离子, 镨离子以混合价态Pr3＋和Pr4＋存在; 拉曼光谱(Raman)观察到两个峰, 458 cm－1峰为特征F2g振动谱带, 较宽的570 cm－1峰与样品中氧离子缺位有关; 交流阻抗谱测试表明, 固溶体Ce1－xPrxO2－δ的电导率随掺杂量增加而增大, x＝0.2时, 电导率达到最大, 活化能较低, σ600 ℃＝3.28×10－2 S/cm, σ700 ℃＝6.06×10－2 S/cm, Ea＝0.54 eV (250～650 ℃), Ea＝0.49 eV (650～800 ℃).     

聚合物固体电解质中的离子状态与导电机理的研究

制备得到了一种新颖的聚氨酯和丙烯酸酯复合梳形交联聚合物 (Combcross linkedpolymer) ,并以此聚合物为基体加入不同含量的高氯酸锂盐制得一系列聚合物固体电解质 ,其室温电导率可以达到 3 4× 10 - 5S·cm- 1 .通过Raman、DSC、SEM及电性能等研究了电解质中的盐浓度与离子存在状态及离子电导率之间的关系 .结果显示随着盐浓度的增加 ,聚合物固体电解质中离子对的比例和电导率都迅速增加 ,说明离子对 (由多个醚氧原子、阴离子和阳离子组成 )对体系导电起着积极的作用 .     

Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8材料的制备及在三效催化剂中的应用

采用共沉淀法制备了Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8(0≤x≤0.4)材料, 并对所制备的材料进行了X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的表征, 测定了材料的比表面积(BET法)和储氧量(OSC), 同时采用氢气程序升温还原(H2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH3-TPD)研究了材料的还原性能和表面酸性. 研究结果表明, Ce/Ti摩尔比大于1∶2的材料能形成立方萤石结构的固溶体, Ce/Ti摩尔比为1时, 材料表面Ce4+/Ce3+摩尔比达到最大; 随着Ce/Ti摩尔比的增大, 材料的储氧能力先增大后减小, 而TPR还原峰温则是先减小后增大, 当Ce/Ti摩尔比为1时, 材料的储氧量达到最大, 为660 μmol/g; 还原峰峰温最低, 为616 ℃. 以制备的材料为载体制备了一系列Pt/Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8三效催化剂, 并对催化剂进行了活性评价. 活性测试结果表明, 以Ce/Ti比为1的载体材料制成的催化剂对C3H8, CO和NO的起燃温度分别为236, 147和228 ℃, 表现出了优异的温度特性.     

Metastable Phase Equilibrium in the Reciprocal Quaternary System LiCl+MgCl2+Li2SO4+MgSO4+H2O at 348.15 K and 0.1 MPa

The metastable solubilities and the physicochemical properties including density and pH of the reciprocal quaternary system(LiCl+MgCl₂+Li₂SO₄+MgSO₄+H₂O) at 348.15 K and 0.1 MPa were determined using the isothermal evaporation method. The dry-salt diagram and water-phase diagram were plotted based on the experimental data. There are five invariant points, eleven univariant curves, and seven crystallization zones corresponding to hexahydrite, tetrahydrite, kieserite, bischofite, lithium sulfate monohydrate, lithium chloride monohydrate and lithium carnallite. Comparison between the stable and metastable diagrams at 348.15 K indicates that the metastable phenomenon of magnesium sulfate is obvious, and the crystallization regions of hexahydrite and tetrahydrite disappear in the stable phase diagram. A comparison of the metastable dry-salt phase diagrams at 308.15, 323.15 and 348.15 K shows that with the increasing of temperature the epsomite crystallization zone disappears from the dry-salt phase diagram of 303.15 K, and a new kieserite crystallization zone is presented at 348.15 K. The density and pH in the metastable equilibrium solution present regular change with the increasing of Jänecke index J(2Li⁺), and the calculated densities using the empirical equation agree well with the experimental values.     

Solid-liquid Equilibria in the Ternary System (NaCl+SrCl2+H2O) and (KCl+SrCl2+H2O) at 288.15 K and 0.1 Mpa

Solid-liquid phase equilibria of the two ternary systems (NaCl+SrCl₂+H₂O) and (KCl+SrCl₂+H₂O) at T=288.15 K and p=0.1 MPa were studied using the isothermal dissolution equilibrium method. Solubilities of the equilibrium liquid phase were determined, and the solids were also investigated by the Schreinemaker method of wet residues. In the ternary system (NaCl+SrCl₂+H₂O) at 288.15 K, there is one invariant point corresponding to (NaCl+SrCl₂·6H₂O) and two crystallization regions corresponding to NaCl and SrCl₂·6H₂O. The crystallized area of SrCl₂·6H₂O decreased with the increasing temperature, while that of NaCl increased slightly. In the ternary system (KCl+SrCl₂+H₂O) at 288.15 K, there is one invariant point(KCl+SrCl₂·6H₂O) and two crystallization regions corresponding to KCl and SrCl₂·6H₂O. Both systems belong to a simple eutectic type, and neither double salts nor solid solutions were formed. On the basis of Pitzer-Harvie-Weare model, the solubilities of the two systems at 288.15 K were demonstrated. A comparison showed that the calculated solubilities agreed well with the experimental data.     

Surface modification of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 with conducting polypyrrole

A facile method for the surface modification of high-voltage and high-temperature LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ cathode materials is demonstrated. In order to prepare polypyrrole (PPy) coating LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ material, the facile chemical polymerization method uses Fe(III) tosylate as oxidant and ethanol as solvent to avoid the side reaction with solvent. TEM depicts that LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ serves as hard template and the nanoscale PPy layer grows along the surface of LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ during the synthesis process. Because of flocculent and nanofiber coating layer, much improved rate performance, high temperature cycling, as well as high voltage performance are obtained. Cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopic (EIS) results demonstrate that the PPy coating layer effectively alleviates the side reactions between liquid electrolytes and LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ surface that are highly unstable at high temperature and high charge voltage.     

Hydrolysis constants of Al3+, Ga3+, and In3+ ions in 0.1 M KNO3 solution

The hydrolysis constants of Al³⁺, Ga³⁺, and In³⁺ cations are determined by potentiometric titration at 25°C against the background of 0.1 M KNO₃.     

铈锆比对低贵金属Pt＋Rh/Ce0.3＋xZr0.6－xY0.1O1.95＋Al2O3三效催化剂性能的影响

用共沉淀法制得一系列铈锆比不同的Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95储氧材料, 并用于制备了一系列低贵金属Pt＋Rh/Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95＋Al₂O₃三效催化剂. 用比表面、程序升温还原以及X射线衍射对该系列催化剂进行表征, 结果发现, 催化剂的活性与催化剂中贵金属的还原性能密切相关, 低铈储氧材料比高铈储氧材料更有利于促进贵金属还原, 因而含低铈储氧材料催化剂的活性明显优于含高铈储氧材料催化剂的活性, Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的活性最佳, 对HC, CO和NO的起燃温度最低分别为: 235, 175, 200 ℃. 样品经1000 ℃水热老化之后, 贵金属Pt被烧结而发生迁移, 使得催化剂的活性及还原性能变差, 含低铈材料的催化剂的抗老化性能优于含高铈材料的催化剂, 其中Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的抗老化性能最好.     

Na-doped layered LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 with improved rate capability and cycling stability

Journal of Solid State Electrochemistry - We have prepared LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (LNMCO) doped with Na+ and studied its properties using X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray analysis...     

BaCe0.8Zro.1La0.1O3-α陶瓷的制备和电性能研究

以高温固相反应法制备了BaCe0.gZr0.1Lao1O3-α陶瓷,用粉末X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其晶体结构和断面形貌进行了表征.以陶瓷材料为固体电解质、多孔性铂为电极,用交流阻抗谱技术测定了材料在500～900℃下不同气体气氛中的电导率;用气体浓差电池方法测定了材料在于燥空气和湿润空气中的离子迁移...