一种新型快离子导体——锂、钠蒙脱石

Shelfield和Howe测定了氢蒙脱石的离子电导率,并认为它有可能作为一种固体电解质应用于电化学装置,但有关其活化能、电子电导以及快离子导体的结构特征未见报道, 快离子导体(或称超离子导体)是一种特殊的固体电解质,其离子电导率和导电激活能可与液体电解质相仿。蒙脱石是层状结构的硅酸盐,单位晶胞的化学式为M_(0:88)Si_8(Al_(3:34)Mg_(0∶66))O_(20)(OH)_4·nH_2O(M表示一价阳离子,若为二价阳离子,则脚标为     

氨基酸质子化反应的滴定量热测定

在298．2K和0．1mol•dm－3（KNO3）离子强度的实验条件下，用常规滴定量热法测定了八种氨基酸羧基质子化反应的平衡常数和反应焓变；用扩展的滴定量热法测定了这些氨基酸氨基质子化反应的平衡常数和反应焓变；并讨论了各热力学性质之间的关系．     

Li2O～SiO2～RE2O3(RE=Y,La,Nd)体系的锂快离子导体

快离子导体的组成决定了它的性能, 为提高离子电导率可在硅酸锂体系快离子导体中加入稀土元素等第三组分. 运用混料均匀设计方法, 在Li2O～SiO2～RE2O3 (RE=Y, La, Nd)三元体系中, 设计了一系列均匀试验点, 用高温固相法合成了快离子导体. 继而通过对实验数据的多元回归分析, 以离子电导率为评价标准, 找出三元体系中离子电导率最好的区域, 其中选取的验证点的实测值与预测值相当. 这说明均匀设计法可用于快离子导体研究. 实验中所得的快离子导体室温电导率最高为LSLa: 1.15×10-6 S·cm-1.     

BaCe0.9Y0.1O3-α固体电解质的离子导电性

用交流复阴抗谱法测定了混合离子(质子+氧离子)导电性固体电解质BaCe0.9Y0.1O3-α在600～1000℃下不同气氛(干燥空气、湿润空气及湿润氢气)中的电导率;通过测定总电导率(离子电导率+电子电导率)随气氛中氧分压po2变化,求得离子电导率和离子迁移数;用氢浓差电池方法测得氢气中的质子迁移数。结果表明,BaCe0.9Y0.1O3-α固体电解质在氧分压<10Pa的气氛(如氢气)中几乎为纯离子导体,而在氧分压为10～10^5Pa的气氛(如空气)中为离子和电子空穴混合导体;样品在各气氛中的离子电导率均高于10^-2S·cm^-1。     

快离子导体与固体化学

固态离子学是一门新兴的学科。它的产生,是由于发现了一类具有高电导率的离子导电的固体(称为快离子导体、超离子导体或固体电解质)。这类导体和电子导体不同,在传递电荷的同时还伴随有物质迁移。这种特性赋予它们多方面应用的可能性。例如,作为各种燃料电     

新型氧离子导体La2Mo1．9Al0．1O9-α陶瓷的合成及电性能

通过高温固相法合成了La2Mo1.9Al0.1O9-a陶瓷样品.XRD测试结果表明,该样品为一立方相结构,Al3 离子在Mo6 位置的固溶摩尔浓度为5%时能完全抑制La2Mo2O9的相变.采用交流阻抗谱、氧浓差电池、氧泵等电化学方法系统地研究了该陶瓷样品在600～1000℃下的离了导电特性.结果表明,氧浓差电池电动势的实测值与理论值吻合得很好,离子迁移数为1,表明该陶瓷样品在该温度下氧气气氛中为一纯离子导体;氧浓差电池放电及氧的电化学透过(氧泵)实验结果进一步证实了该样品在氧气气氛中为一纯氧离子导体;1000℃时其氧离子电导率达到了0.12 S·cm-1,明显高于相同条件下母体及La2Mo1.9Ga0.1O9-a的氧离子电导率.     

铁-镍-钒三元系固态合金的量热研究——双子、差示、高温量热计

本文介绍一种自制双子、差示、高温量热计,此仪器用于测量固态合金的生成焓和相变焓。最高工作温度可达1200℃。通过测定已知焓值的纯铁的相变焓,证明量热计可靠。用这台量热计测量了8种不同成份的Fe-Ni-V固态合金的生成焓,其中包含σ相和γ相。为该体系的热力学研究提供了必要的热化学数据。     

铁-镍-钒三元系固态合金的量热研究——双子、差示、高温量热计

本文介绍一种自制双子、差示、高温量热计, 此仪器用于测量固态合金的生成焓和相变焓。最高工作温度可达1200 ℃。通过测定已知焓值的纯铁的相变焓, 证明量热计可靠。用这台量热计测量了8种不同成份的Fe-Ni-V固态合金的生成焓, 其中包含σ相和γ相。为该体系的热力学研究提供了必要的热化学数据。     

氧离子导体La_2Mo_(1.9)Sc_(0.1)O_9的合成及电性能研究

采用固相法首次合成了氧离子导体La2Mo1.9Sc0.1O9陶瓷样品,进行了XRD、SEM表征,用交流阻抗谱、氧浓差电池等电化学方法研究了样品在450～850℃下的离子导电性。结果表明,该陶瓷样品具有立方相La2Mo2O9结构,掺杂5%的Sc3+能有效地抑制La2Mo2O9在大约580℃时的相变;在氧化性气氛中是纯的氧离子导体,而在还原性气氛中为氧离子与电子的混合导体,850℃时的氧离子电导率为0.04S·cm-1。     

多相高分子快离子导体阻抗谱的研究

研究了以ＬｉＣｌＯ４掺杂的聚乙二醇聚氨酯双离子导体及磺酸型聚乙二醇聚氨酯离聚物单一离子导体的阻抗谱，给出了多相快离子导体交流阻抗测试系统的等效电路．通过阻抗谱计算机解析，计算得出了样品的基本电学参数．通过讨论界面阻抗的色散现象，计算出样品的离子电导率，和阻抗谱解析法得到的结果相一致．     

DSC曲线各特征点的物理意义以及相变热焓的广义Speil公式的推导

按目前差示扫描量热法（DSC）公认的Gray－Speil理论，由于对实际的过程过于简化，以致不能很好地解释DSC曲线上的每个特征点；就相变前后试样的热容量发生改变的普遍情况下，如何定量计算相变潜热，目前尚未有严格的计算理论。本文对差示扫描量热法的基本理论做了一些较深入的探索，通过考虑容器及试样内存在温度梯度这一实际情况，成功地解释了实际DSC曲线上各个特征点具体的物理意义，并就相变前后试样的热容量发生变化且热容量是温度的函数这一普遍情况，推广出广义的Speil公式和热焓计算的普遍法则，得到了与实验更加接近的结果。     

高温高分子快离子导体PMDA—ODA—PSX—DABSA的合成和性能

采用线型缩聚法合成了１，２，４，５－均苯四甲酸二酐，４，４＇－氨基二苯醚，氨丙基聚二甲硅氧烷和２，５－二氨基苯磺酸四元高分子快离子导体。测定了该共聚物的红外光谱和差动热分析曲线，得到共聚物的玻璃化温度Ｔｇ在１３０℃左右。用交流阻抗谱法测定共聚物薄膜的电导率。四元系的电导率比两个三元系ＰＭＤＡ－ＯＤＡ－ＰＳＸ和ＰＭＤＡ－ＯＤＡ－ＤＡＢＳＡ分别提高两和一个多数量级。这是因为四元系综合了两个三元系的优点     

新型氧离子导体La2Mo1.9Al0.1O9-α陶瓷的合成及电性能

通过高温固相法合成了La2Mo1.9Al0.1O9-α陶瓷样品. XRD测试结果表明, 该样品为一立方相结构, Al3＋离子在 Mo6＋位置的固溶摩尔浓度为5%时能完全抑制La2Mo2O9的相变. 采用交流阻抗谱、氧浓差电池、氧泵等电化学方法系统地研究了该陶瓷样品在600～1000 ℃下的离子导电特性. 结果表明, 氧浓差电池电动势的实测值与理论值吻合得很好, 离子迁移数为1, 表明该陶瓷样品在该温度下氧气气氛中为一纯离子导体; 氧浓差电池放电及氧的电化学透过(氧泵)实验结果进一步证实了该样品在氧气气氛中为一纯氧离子导体; 1000 ℃时其氧离子电导率达到了0.12 S&#8226;cm－1, 明显高于相同条件下母体及La2Mo1.9Ga0.1O9-α的氧离子电导率.     

[n—CnH2n＋1NH3]2ZnCl4配合物相变研究

采用差示扫描量热法(DSC)和热重法(TG),研究了〔n-C_nH_(2n 1)NH_3〕_2ZnCl_4(n=9～12)配合物的热稳定性和固-固相变。该系列配合物的分解反应活化能和热稳定性基本上不随烷基链长而变化。配合物在280～370K存在固-固相变。相变数目表现出奇偶效应。相变热焓ΔH和熵ΔS随着烷基链长的增加而线性增大。主转变的峰值温度随烷基链的增长而升高,相应的相变被归属为烷基铵链的结构相变。     

分散第二相γ-Al_2O_3对PEO-NaSCN络合物导电性的影响

为了获得电导率高的快离子导体,人们主要从晶格结构考虑,这在寻找银和铜的快离子导体工作中取得很大成功。然而在探索实用价值更大的碱金属离子导体时,却遇到了困难。此后,人们又把注意力转向聚合物。Fenton等人首先报导了由碱金属盐和聚环氧乙烷(简称PEO)组成的络合物,其后Armard等人研究了PEO-NaSCN的电学性能.Liang首先把γ-Al_2O_3微粒分散在离子导体LiI中,所得的固态混合物比纯LiI高约两个数量级。Weston等人在研究α-Al_2O_3对PEO-LiClO_4影响时,认为α-Al_2O_3的加入虽然增加了该离子导体的机械稳定性,但离子电导率却降低了。本文在研究PEO-NaSCN离子导体电学性能的基础上,进一步探讨了不同含量的第二相γAl_2O_3对PEO-NaSCN电导率的影响。     

单离子聚合物快离子导体

具有高锂离子迁移数和良好可加工性能的锂快离子导体对于全固态电池的发展非常重要。然而,现有的锂快离子导体主要限制于硬质陶瓷,目前尚无柔性聚合物类型的锂快离子导体被报道。在这个工作中,我们报告了一种通过三种不同有机单体的自由基聚合反应形成的三元无规共聚单离子快离子导体(SISC)。该SISC中包含丰富的锂离子传输位点和具有阴离子锚定功能的阴离子受体。此外,三种不同单体的共聚反应带来低结晶度和低玻璃化转变温度(T_g),有利于链段运动,从而获得小的锂离子传输的活化能(E_a)。电化学测试结果表明,该SISC的室温离子电导率和锂离子迁移数分别达到1.29 mS∙cm⁻¹和0.94。将SISC与锂金属负极和多种正极(包括LiFePO₄、LiCoO₂和硫化聚丙烯腈(SPAN))原位聚合,组装得到的全固态电池具有良好的电化学稳定性。其中,Li||LiFePO₄全固态电池表现出高达8C的倍率性能和良好的循环寿命(在0.5C倍率下稳定循环 > 700圈)。这项工作提供了一种新颖的聚合物基快离子导体设计理念,对于发展高性能全固态电池具有重要意义。     

超微氧化镧填充聚丙烯恒温结晶动力学

用差示扫描量热法测定了超微氧化镧填充聚丙烯恒温结晶过程中热焓的变化。结果表明,Avrami指数基本上不受氧化镧的影响,超微氧化镧的加入增加了晶核的数目并使结晶速度常数增加三倍左右,结晶活化能和晶格内垂直于分子链方向单位面积的自由能降低幅度并不大。     

La1-xSrxYO3-α陶瓷的合成及电性能研究

本文采用高温固相法合成了La1-xSrxYO3-α(x=0.00,0.05,0.10,0.15)系列陶瓷样品,用XRD、SEM对样品进行了表征,并用交流阻抗谱、氢泵、氢浓差电池、氧浓差电池等系统地研究了该系列样品的电性能.结果表明,该系列陶瓷样品均为钙钛矿型单斜晶相结构:样品的氢浓差电池电动势的实测值和理论值吻合得很好,表明样品在氢气气氛中为纯离子导体;氢泵测试结果证实了样品在氢气气氛中基本上是质子导体;氧分压与电导率的关系表明样品在高氧分压气氛中是离子(质子+氧离子)和空穴的混合导体.在低氧分压气氛中是离子(质子+氧离子)导体;氧浓差电池测试结果表明样品在干燥的氧化性气氛中是氧离子和空穴的混合导体.     

溶胶—凝胶法制备Na5YSi4O12及其离子导电性质

用溶胶－凝胶方法制备了钠快离子导体Ｎａ５ＹＳｉ４Ｏ１２（简称ＮＹＳ）的纯相，应用交流阻抗谱技术测定了样品的离子导电活化能，用扫描电子显微镜对用不同制备的样品烧结体表面进行了观察，与传统固相反应法制备的ＮＹＳ离子导体相比，用溶胶－凝胶方法制备的ＮＹＳ烧结体具有较好的界面效应。     

固体电解质Li9-nxMn+xN2Cl3(M=Na、Mg、Al)的合成及表征

高温固相反应合成了固体电解质Ｌｉ９－ｎｘＭ＾ｎ＋ｘＮ２Ｃｌ３（Ｍ＝Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ）。利用粉末Ｘ射线衍射测定样品结构,测定了离子电导率,分解电压和电子电导。得出掺杂可以提高快离子快离子导体材料Ｌｉ９Ｎ２Ｃｌ３中的Ｌｉ＾＋离子可以很大程度的提高其电导率。