钐掺杂对CeO2电解质导电性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成Ce1-xSmxO2-δ(x=0,0.1,0.2)系列固体电解质.通过XRD,Raman,SEM和交流阻抗技术系统研究掺杂浓度、相对密度、晶粒大小和氧空位浓度对电解质导电性能的影响.XRD结果表明,所有样品均呈现CeO2结构,即形成了 Ce1-xSmxO2-δ固溶体.在掺杂离子相同,电解质的晶粒大小和相对密度十分接近的情况下,较多Sm3+的掺人能促使样品形成较多的氧空位,更有利于O2-的传递,从而使得Ce0.8Sm0.2O2-δ的电导性能高于Ce0.9Sm0.1O2-δ样品.     

纳米晶固溶体Ce0.8Nd0.2O2-δ的合成与表征

利用溶胶 -凝胶法合成纳米晶固溶体 Ce0 .8Nd0 .2 O2 -δ.XRD测试表明 ,胶体经 2 0 0℃烧结处理就可以得到晶粒尺寸为 7.2 nm的纳米晶 ,随烧结温度的升高 ,晶粒尺寸增大 .EPR测试给出固溶体 Ce0 .8Nd0 .2 O2 -δ存在少量的 Ce3 +离子 .在纳米晶固溶体 Ce0 .8Nd0 .2 O2 -δ的 Raman光谱上观察到两个峰 ,低频的强峰为特征F2 g振动谱带 ,高频谱带的出现与样品中存在氧缺位有关 .固溶体晶粒尺寸的减小不但使 F2 g振动谱带红移 ,而且谱带明显宽化 .复阻抗谱的测量表明 ,固溶体 Ce0 .8Nd0 .2 O2 -δ具有氧离子导电特性 .4 0 0和 50 0℃时的电导率分别为 4 .55× 1 0 -4 和 2 .65× 1 0 -3 S· cm-1,活化能为 0 .82 e V     

Pr0.6-xNdxCa0.4FeO3-δ体系复合氧化物的Pechini法合成与表征

采用Pechini法合成了Pr0.6-xNdxCa0.4FeO3-δ（x=0．0，0．2，0．3，0．4，0．5，0．6）系列复合氧化物粉体，用FT-IR，BET，XRD，TG-DTA，SEM等对产物形成过程及微结构进行了表征。结果表明，所合成的系列产物平均粒径均小于100nm，粉体烧结活性高，1200℃下烧结2 h样品的相对密度达到95％。所有产物在900℃下煅烧2 h即形成正交钙钛矿结构的单相固溶体；A位双稀土元素的存在对产物的晶型无影响。随着样品Pr／Nd比例的减小（x值增大），XRD衍射峰宽度有增大的趋势。采用直流四端子法测量了烧结体在中温（450～800℃）区的电导率，A位双稀土样品的电导率优于单一稀土样品，Pr0.1-Nd0.5Ca0.4FeO3-δ样品的电导率最高。     

(Ce0.8RE0.2)1-xMxO2-δ固体电解质的溶胶-凝胶合成及其电性质

利用溶胶 凝胶法合成了 (Ce0 .8RE0 .2 ) 1-xMxO2 -δ(RE :稀土 ,M :碱土 )系列固体电解质 ,XRD表明 80 0℃即形成萤石结构 ,较高温固相反应合成温度低约 70 0℃ .测定了样品的电导率和阻抗谱 .XPS测试表明 ,掺杂碱土氧化物后吸附氧浓度明显增大 ,氧空位增多 ,电导率和氧离子迁移数增大 ,改善了CeO2 基固体电解质的性能 .讨论了碱土及稀土离子对电性质的影响 .(Ce0 .8Sm0 .2 ) 1-0 .0 5 Ca0 .0 5 O2 -δ80 0℃时电导率0 1 2 6S·cm-1,氧离子迁移数 0 .99.     

氧缺位铁酸盐MFe2O4-δ的性质研究

使用XRD、M(o)ssbauer谱及化学组成分析考察了氧缺位铁酸盐MFe2O4-δ(δ＞0,M＝Fe,Co,Mn,Ni)的晶格常数、磁性、稳定性及还原性.结果表明,氧缺位铁酸盐MFe2O4-δ(δ＞0)的晶格常数比MFe2O4+δ(δ≥0)的大,M(o)ssbauer谱内磁场却更小.MFe2O4-δ(δ＞0)随着氧缺位程度δ的增大,晶格常数增大,内磁场减小.MFe2O4-δ在室温下空气中是不稳定的,只能在惰性气体中低温(＜673K)下稳定存在.MFe2O4-δ具有较强的还原能力,在573K下能将CO2还原成C.     

La1-xSrxCu0.9Fe0.1O2．5-δ阴极材料的合成与电导率研究

采用低温燃烧合成技术制备了La1-xSrxCu0．9Fc0．1O2．5-δ（x=0．1-0．4）粉体。利用X-射线衍射（XRD）和差热分析（DTA）技术对粉体的性能进行了表征。XRD结果表明，经800℃焙烧的La0．9Sr0．1Cu0．9Fe0．1O2．5-δ粉体的对称性较低，未形成钙钛矿结构，其余La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ（x=0．2-0．4）粉体为四方钙钛矿结构，晶体结构参数之间满足关系式a=b≈2√2c。DTA结果证明La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ在800℃以下是热力学稳定的，不会发生分解反应。采用直流四电极法测试了La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ试样在100-800℃之间的电导率。试样的电导率^ln（σT）与1／T之间呈很好的线性关系，说明La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ在测试温度范围内服从小极化子导电机制。Sr掺杂量对试样的电导率和电导活化能有着明显的影响，当Sr掺杂量为0．3时，La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ的电导率最高，电导活化能最小。     

固体电解质Ce_(0.9)Er_(0.1-x)Pr_xO_(1.95+δ)的微观结构及电性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了固体电解质Ce0.9Er0.1-xPrxO1.95+δ(x=0.02~0.08),利用X射线粉末衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和交流阻抗谱研究了样品的微观结构和电性能.XRD结果表明,800℃煅烧的所有样品均形成了单相立方萤石结构;Raman光谱结果表明,Ce0.9Er0.05Pr0.05O1.95+δ具有氧缺位的立方萤石结构;XPS分析表明,Ce0.9Er0.05Pr0.05O1.95+δ存在氧缺位,Pr3+离子和Pr4+离子共存;AFM观测结果表明,1300℃下烧结的样品比1400℃下烧结的样品致密;交流阻抗谱结果表明,Pr掺杂量x=0.05时,Ce0.9Er0.05Pr0.05O1.95+δ的电导率最高(σ600℃=1.34×10-2S/cm,Ea=0.90 e V),比未掺杂Pr的Ce0.9Er0.1O1.95(σ600℃=8.81×10-3S/cm,Ea=0.92 e V)提高了52%,说明在Ce0.9Er0.1O1.95中适量掺杂Pr可提高材料的电导率,降低活化能.     

Ce1-xFexO2复合氧化物催化剂的制备及其对甲烷的催化燃烧性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法和微波技术制备了Ce1-x Fex O2复合氧化物，以甲烷催化燃烧为探针反应测定了催化剂的活性及XRD、DRS、BET和TPR进行了表征。结果表明，Ce1-x Fex O2复合氧化物为介孔材料，所制得的复合氧化物在x≤0．2时以单一立方萤石结构的Ce1-x Fex O2固溶体存在，x〉0．2时形成了立方萤石结构Ce1-x Fex O2固溶体和少量的CeFeO3混合相。Ce1-x Fex O2固溶体的甲烷催化燃烧活性高于单组分CeO2，且随着x的不同而变化，其中以Ce0.9 Fe0.1 O2固溶体的催化活性最高。     

铈基复合氧化物的结构及其对HCl催化氧化性能的影响

采用氨水共沉淀法制备了一系列铈基复合氧化物(Ce0.9M0.1O2,M=Cu、Cr、Zr、Ti、La),借助XRD、Raman、N2吸附-脱附、ESEM和H2-TPR等手段对复合氧化物的结构进行了表征,并考察了其在HCl催化氧化制Cl2过程中的性能.结果显示:Cu、Cr和Zr掺杂能显著减小复合氧化物晶粒尺寸,提高复合氧化物的比表面积和孔容,并提供更多的低温可还原氧物种.而La和Ti的掺杂可以获得较大的表面氧空位浓度以及增加高温可还原氧物种数目.复合氧化物结构和表面性质的变化显著影响了其HCl催化氧化活性,在430℃下铈基复合氧化物催化剂活性顺序为:Ce0.9Cu0.1O2Ce0.9Cr0.1O2Ce0.9Zr0.1O2Ce0.9Ti0.1O2Ce O2Ce0.9La0.1O2,低温可还原氧物种数目直接与催化剂活性有关.反应动力学测试显示催化剂低温可还原氧物种有利于HCl在催化剂表面的吸附和活化,而催化剂表面的氧空位可以促进氧分子的吸附和活化.     

水热老化对含钯La0．9Sr0．1CoO3－δ／α－A12O3催化性能的影响

以浸渍法制备了α-A12O3负载的含钯La0．9Sr0．1CoO3-δ钙钛矿样品，探讨了水热老化对样品催化CO-NO反应性能的影响，并以XRD，TPR和XPS等对样品在水热老化前后的结构进行了表征．结果表明，钯的引入方式直接影响样品的水热性能．掺钯样品(LaSrCoPd)具有良好的水热性能，经水热老化后，其催化活性显著提高，显示出最好的催化性能；样品中钯离子位于钙钛矿晶相内，形成α-A12O3负载的La0．9Sr0．1Co0.95Pd0.05O3-δ,La0．9Sr0．1CoO3-δ／α-A12O3负载钯的样品(Pd／LaSrCo)具有最高的初活性，但经水热老化后，其催化活性明显降低在水热老化过程中，La0．9Sr0．1CoO3-δ钙钛矿的结构稳定，但含钯钙钛矿晶相中的钯离子迁移聚集成独立的PdO颗粒，较小的PdO颗粒聚集成较大的颗粒．水热老化后，Pd／LaSrCo样品表面裸露的钯原子数目减少．导致其催化活性降低；而LaSrCoPd样品表面裸露的钯原子数目增多，导致其催化活性升高．     

碱金属化物M+@H6Aza222M'-·2MeNH2(M,M'=Li,Na,K)一阶超极化率的理论研究

采用B3LYP/6-31G方法优化得到具有有机笼状配体的碱金属化物M+@H6 Aza222M'- ·2MeNH2(M, M'=Li,Na,K)的9个实频结构, 并发现配体内部的碱金属原子M的位置随其原子序数的逐渐减小而具有偏向笼状配体一侧的趋势. 在优化的结构基础上, 使用BHandHLYP方法计算了该体系的非线性光学性质. 结果表明, 该体系具有很大的一阶超极化率(β0), 其中Na+@H6Aza222K-·2MeNH2 的一阶超极化率高达1280342 a.u., 且体系的β0值随着配体外部的碱金属M'的原子序数的增大呈单调递增趋势.     

(Ce0.9Nd0.1)1-xMoxO2-δ(0.00≤x≤0.10)的合成、表征与电性能

采用溶胶-凝胶法合成(Ce0.9Nd0.1)1-xMoxO2-δ(x=0.00、0.02、0.05、0.10)氧化物,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等手段对氧化物进行结构表征,交流阻抗谱测试电性能.结果表明:所有样品均为单一萤石立方结构;少量MoO3的加入提高了材料的致密性,降低了材料的总电阻、晶界电阻和晶界电阻在总电阻中所占比例,提高了材料的电导率.1200 ℃烧结样品24 h,测试温度700℃时,(Ce0.9Nd0.1)1-xMoxO2-δ(x=O.00)总电导率和晶界电导率分别为0.05和O.19 S·m-1,掺Mo材料(Ce0.9Nd0.1)1-xMoxO2(x=0.02)的总电导率和晶界电导率分别为2.42和3.96 S·m-1.     

Lal-xCexFe1-y-nCoyRunO3三效催化剂的结构表征及催化性能

用溶胶一凝胶法合成了Lal-xCexFe1-y-nCoyRunO3(x，y=0.1～0.5，n=0.01～0.1)系列催化剂，XRD对晶体结构的表征发现，掺入Ru后基本结构未改变，但2θ值减小，晶胞参数变大.红外光谱分析表明，Ru改性的催化剂对应的特征峰位和峰形基本相似，但随着Ru掺杂量的增加，600cm^-1附近的谱带向高波数方向移动，n=0.01的样品，v1和v2向低波数方向移动，n=0.05样品的v1带出现最大吸收峰.XPS研究表明，掺杂Ru后Fe的外层电荷密度增大，并以多种价态存在；随着掺杂量的增加，表层中的Ce由与氧结合转变为与多羟基结合，其它氧种含量增加，催化活性增强.O2-TPD结果表明，掺杂Ru使催化剂表面的吸附氧和晶格氧脱附温度降低，A离子空位增加.H2-TPR研究表明，掺杂Ru使A离子空位增加，晶格氧活动性增强，催化活性提高；La0.8Ce0.2Fe0.7Co0.2Ru0.1O3的催化性能最佳.     

Enhancing cathode performance for CO_2 electrolysis with Ce_(0.9)M_(0.1)O_(2-δ)(M=Fe,Co, Ni) catalysts in solid oxide electrolysis cell

Electrochemical conversion with solid oxide electrolysis cells is a promising technology for CO_2 utilization and simultaneously store renewable energy. In this work, Ce_(0.9)M_(0.1)O_(2-δ)(CeM, M=Fe, Co, Ni) catalysts are infiltrated into La_(0.6) Sr_(0.4) Cr_(0.5_ Fe_(0.5) O_(3-δ)–Gd_(0.2) Ce_(0.8) O_(2-δ)(LSCr Fe-GDC) cathode to enhance the electrochemical performance for CO2 electrolysis. Ce Co-LSCr Fe-GDC cell obtains the best performance with a current density of 0.652 A cm-2, followed by Ce Fe-LSCr Fe-GDC and Ce Ni-LSCr Fe-GDC cells with the value of 0.603 and 0.535 A cm~(-2), respectively, about 2.44, 2.26 and 2.01 times higher than that of the LSCr Fe-GDC cell at1.5 V and 800 °C. Electrochemical impedance spectra combined with distributions of relaxed times analysis shows that both CO_2 adsorption process and the dissociation of CO_2 at triple phase boundaries are accelerated by Ce M catalysts, while the latter is the key rate-determining step.     

水热老化对含钯La0．9Sr0．1CoO3－δ／α－Al2O3催化性能的影响

 以浸渍法制备了α－Al2O3负载的含钯La0．9Sr0．1CoO3－δ钙钛矿样品，探讨了水热老化对样品催化CO－NO反应性能的影响，并以XRD，TPR和XPS等对样品在水热老化前后的结构进行了表征．结果表明，钯的引入方式直接影响样品的水热性能．掺钯样品（LaSrCoPd）具有良好的水热性能，经水热老化后，其催化活性显著提高，显示出最好的催化性能；样品中钯离子位于钙钛矿晶相内，形成α－Al2O3负载的La0．9Sr0．1Co0．95Pd0．05O3－δ．La0．9Sr0．1CoO3－δ／α－Al2O3负载钯的样品（Pd／LaSrCo）具有最高的初活性，但经水热老化后，其催化活性明显降低．在水热老化过程中，La0．9Sr0．1CoO3－δ钙钛矿的结构稳定，但含钯钙钛矿晶相中的钯离子迁移聚集成独立的PdO颗粒，较小的PdO颗粒聚集成较大的颗粒．水热老化后，Pd／LaSrCo样品表面裸露的钯原子数目减少，导致其催化活性降低；而LaSrCoPd样品表面裸露的钯原子数目增多，导致其催化活性升高．     

Sr和Co共掺杂对PrAlO3钙钛矿氧化物的结构和电性能的影响

采用柠檬酸盐法结合高温烧结制备了(Pr,Sr)(Al,Co)O3-δ系列钙钛矿氧化物导电陶瓷。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和直流四线法等手段对样品的物相、微观结构和电性能进行了表征。结果表明:所制备的Pr0.9Sr0.1Al1-yCoyO3-δ(y=0.1~0.5)陶瓷均为单相菱方钙钛矿结构,在掺杂范围内其晶胞体积、相对密度和电导率都随Co掺杂量y的增加而增大,但电导率的增幅在逐步减小;所有陶瓷样品在空气中都是氧离子与电子空穴的混合导体,电导行为符合小极化子跳跃机制。对于Pr1-xSrxAl0.5Co0.5O3-δ(x=0.1~0.4)陶瓷,当x=0.2时样品有较明显的第二相(Pr,Sr)CoO3析出,说明Sr在该体系的固溶限在10~20at%之间,而且随着x的进一步增加,(Pr,Sr)CoO3增多并成为主相;在测量温度范围内,Pr1-xSrxAl0.5Co0.5O3-δ的电导率随x的增加大体呈现出一个先增大后减小的变化趋势,在x=0.3附近达到一个最大值,当x≥0.2时还可观察到明显的半导体-金属性转变,且转变温度随x的增加而逐渐降低。     

(Ce, La)yFe1.0Co3.0Sb12热电化合物的固相反应合成及性能研究

研究了以Co，Sb，Fe及稀土Ce，La为起始原料，采用固相反应-放电等离子烧结(SPS)技术合成二元稀土填充式Skutterudite化合物(Ce，La)yFexCo4-xSb12(x=1．0，y=0—0．3)，并对化合物的热电性能进行了研究。实验结果表明：在y=0—0．3组成范围内，采用固相反应-SPS法在900-1000K温度范围内合成了(Ce，La)yFexCo4-xSb12化合物，并伴有极少量的Sb相。(Ce，La)，FexCo4-xSb12化合物呈现P型传导，化合物的晶格常数和Seebeck系数随Ce，La复合填充分数y的增加而增加，电导率和热导率由于Ce，La的复合填充大幅度降低，并且随着填充分数的增加进一步降低。当Ce，La复合填充分数为0．3时热导率达到最小值。在773K，富Co组成Ce0.1La0．2FeCo3Sb12化合物的最大无量纲热电性能指数ZTmax达0．46。     

固体强酸催化剂S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-M_2O_3(M=Cr,Ce,La)的制备

固体强酸具有酸强度高 ,不腐蚀设备 ,不污染环境 ,与产物分离方便等特点 ,是一种对环境友好的催化剂。业已发现固体强酸对许多重要的有机反应如烃类异构化、傅克酰基化、傅克烷基化、酯化、缩合、聚合、氧化等具有良好的催化活性 ,可替代传统的浓 H2 SO4 及 Al Cl3、HF等高污染催化剂。在前文 [1]基础上 ,本文通过添加 Cr2 O3、Ce2 O3和 La2 O3对催化剂 S2 O2 - 8/Zr O2 - Al2 O3改进后制备出 S2 O2 - 8/Zr O2 -Al2 O3- M2 O3( M=Cr,Ce,La)系列固体强酸催化剂 ,用对乙酸和正丁醇的酯化转化率评价了催化活性 ,用 XRD、BET、流…     

三效催化剂用四元铈铽谱氧化物

用X衍射、电子衍射、高分辨电子显微术、TPR（程序控温还原法）等实验技术研究了四元稀土高氧化物，Ce0.6Tb0.2Zr0.2O2-δ和Ce0.6Pr0.2Zr0.2O2-δ的组织和结构，测量了四元稀土高氧化物，Ce0.6Tb0.2Zr0.2O2-δ和Ce0.6Pr0.2Zr0.2O2-δ的氧存储能力和氧缓冲能力，实验数据指出，它有很好的氧传递功能，并是氟化钙型结构的伪固溶体，可能成为优良的三效催化剂（TWC）。     

La0.9M0.1Ga0.8Mg0.2O3-α的中温质子导电性及其在常压合成氨中的应用

采用水热沉淀法制备了La0.9M0.1Ga0.8 Mg0.2O3-a(M=Ca2+,Sr2+,Ba2+)陶瓷样品的前驱体,沉淀剂来自尿素在水热条件下的水解产物.前驱体经煅烧和烧结后得到陶瓷样品.XRD显示样品具有单一的斜方晶LaGaO3钙钛矿结构.同位素效应和氢的电化学透过(氢泵)实验证明陶瓷样品具有质子导电性.用AC阻抗谱法测定了样品在300~600℃、氢气气氛中的质子电导率,其人小取决于La位掺杂的碱土金属离子:σ(M=Sr2+)>σ(M=Ba2+)>σ(M=Ca2+).以La0.9M0.1Ga0.8Mg0.2O3-a为固体电解质进行了常压合成氨,最佳合成温度为520℃.当施加的电流密度为1mA-cm-2、合成温度为520℃时,氨产率分别为:1.63X 10-9 mol·s-1cm-2(M=Ca2+),2.53X 10-9 mol·s-1·cm-2(M=Sr2+)和2.04X10-9mol·s-1,cm-2(M=Ba2+).