ALa9(SiO4)6O2.5(A=Ca，Sr，Ba)的合成及其电性能

利用溶胶-凝胶法在850 ℃合成了硅酸盐氧基磷灰石ALa₉(SiO₄)₆O_2.5(A=Ca、Sr和Ba),经XRD表征所得产品为磷灰石相。以电化学阻抗谱研究了ALa₉(SiO₄)₆O_2.5的导电性能,发现A的原子半径越大,体系的电导率越高,活化能却减小。在700 ℃时BaLa₉(SiO₄)     

Al掺杂La10(SiO4)6O3的制备及其导电性能

以溶胶-凝胶法在850℃制备了Al掺杂La10(SiO4)6O3,即La10(SiO4)6-x(AlO4)xO3-0.5x(x=0,0.5,1.0,1.5和2.0),通过TG-DTA、XRD、IR和SEM表征,所得产品为磷灰石相。以电化学阻抗谱研究了其导电性能,发现决定电导率大小的因素有两种,一是间隙氧的数量,二是晶胞的大小,两种因素的综合作用,使得Al掺杂0.5时La10(SiO4)5.5(AlO4)0.5O2.75的电导率最大,在700℃时其电导率达到1.88×10-2S·cm-1。氧分压对电导率的研究表明,其主要的电荷载体是O2-离子。     

Ga掺杂La9+x/3(GeO4)6-x(GaO4)xO1.5的合成及导电性能研究

利用固相法合成系列Ga掺杂缺陷氧锗氧基磷灰石La9+x/3(GeO4)6-x(GaO4)xO1.5(sx=0,0.5,1,1.5).X射线粉末衍射结果表明:反应物在1350℃烧结24 h即可得到磷灰石结构的纯相产物.700℃时La9.5((GeO4)4.5(GaO4)1.5O1.5的电导率达到3.162×10-3 S·cm-1,是同温度La9(GeO4)6O1.5(1.259×10-3 S·cm-1)电导率的2.5倍.氧分压测试结果表明:材料的电导率在Po2=1～105 Pa保持不变,证明材料在较宽的氧分压范围内为O2-导电.     

La10-x(SiO4)6O3-1.5x的合成及其导电性能的研究

利用溶胶-凝胶法在800 ℃合成了硅酸盐氧基磷灰石La10-x(SiO4)6O3-1.5x(x=0,0.17,0.33,0.50和0.67),经XRD表征所得产品为磷灰石相.以电化学阻抗谱研究了硅酸盐氧基磷灰石的导电性能,体系的电导率随着间隙氧和阳离子空位数量的增多而加大,La9.33(SiO4)6O2的电导率较La9.5(SiO4)6O2.25大,是由于前者有较多的阳离子空位所致,700 ℃时La10(SiO4)6O3的电导率为7.98×10-3 S·cm-1,比La9.33(SiO4)6O2的电导率提高了5倍.氧分压从105～1 Pa变化时电导率保持不变,证明硅酸盐氧基磷灰石在较宽的氧分压范围内为O2-导电.     

La10(SiO4)6-x(GaO4)xO3-0.5x的合成及其导电性能

以溶胶-凝胶法合成前驱体, 在950 ℃时烧结制得La10(SiO4)6－x(GaO4)xO3－0.5x (x＝0, 0.5, 1.0, 1.5和2.0)陶瓷样品, 通过TG-DTA, XRD, IR和SEM表征, 所得产品为磷灰石相. 以电化学阻抗谱研究了其导电性能, 发现决定电导率大小的因素有两种, 一是间隙氧的数量, 二是晶胞的大小, 两种因素的综合作用, 使得La10(SiO4)5(GaO4)O2.5的电导率最大, 在700 ℃时其电导率达到4.66×10－2 S•cm－1. 离子迁移数和氧分压对电导率的研究表明, 其主要的电荷载体是O2－离子.     

Ca2+xLa8-x(SiO4)6O2-0.5x的合成及其导电机理

Ca2+xLa8-x(SiO4)6O2-0.5x的合成及其导电机理;溶胶凝胶法;硅酸盐氧基磷灰石;空位导电机理;电化学阻抗谱     

La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3－α陶瓷的质子导电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O_3－a陶瓷样品, 用XRD, DSC-TGA, SEM, 交流阻抗谱, 气体浓差电池及气体电化学透过等方法对样品的结构和性质进行了表征和测试. 首次对该样品的质子导电性能进行了研究. 该陶瓷样品具有良好的微观结构, 相对密度达95.1%; 氢浓差电池电动势的实测值与理论值吻合, 离子迁移数为1; 在干燥的氧气气氛中是一个纯的氧离子导体; 氢的电化学透过速率的实测值与理论值吻合, 证明该样品在氢气气氛中几乎是一个纯的质子导体, 质子电导率在1000 ℃时高达0.14 S•cm^－1.     

烧绿石结构Y2-xMgxRu2O7-δ(x=0.05、0.1、0.15)的制备及其OER催化活性

采用溶胶-凝胶法制备系列的镁掺杂Y2-xMgxRu2O7-δ(YMRO?x,x=0.05、0.1、0.15)催化剂,通过X射线光电子能谱对其进行价态分析发现,采用小离子半径的Mg^2+取代烧绿石结构中处于A位的部分Y^3+,进一步增加了烧绿石结构中氧缺陷数量,也引发了部分Ru^4+转变为Ru^5+,释放电子到表面,促进了氧析出反应(OER)。其中YMRO?0.1催化剂的含氧缺陷浓度最高,其催化活性最高。在达到10 mA·cm^-2电流密度时,相比于RuO2(358 mV)、Y2Ru2O7-δ(294 mV),YMRO?0.1仅需施加265 mV过电位并且其Tafel斜率相对于RuO2(88 mV·dec^-1)和Y2Ru2O7-δ(64 mV·dec^-1)仅为45 mV·dec^-1。此外,由于氧空位增多,即活性位点增多,降低了自由基从金属位点脱附的吉布斯自由能,促进了OER催化性能。第一性原理表明,替位原子MgY与氧空位形成复合体,可以降低氧空位形成能,同时随着Mg^2+引入,带隙变小,电荷迁移能也随之变小,进而可以得到更高的催化活性。     

溶胶凝胶法合成Li3V6O16及其电化学性能研究

本文以双氧水为配位剂,以CH3COOLi·2H2O和V2O5为原料,采用溶胶凝胶法合成了一种新型的晶体Li3V6O16。随后分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子衍射(SAED)、X光电子能谱(XPS)和充放电测试等手段对材料进行了表征。SEM观察表明,产物主要是表面比较光滑的纳米片状晶体,TEM和SAED研究都证实了XRD和SEM的研究结果。充放电测试结果表明,该物质具有较高的比容量、良好的可逆性和循环稳定性。     

碳包覆Li3V2(PO4)3:溶胶-凝胶法合成及性能

利用V₂O₅、LiOH·H₂O、H₂O₂、NH₄H₂PO₄与柠檬酸为原料,通过溶胶-凝胶法合成了碳包覆的Li₃V₂(PO₄)₃复合正极材料。采用XPS、XRD、SEM、TEM、拉曼光谱和电化学方法对材料的性能进行了研究。还研究了其结构与焙烧温度、样品电导率和电化学性能的关系。研究表明复合材料具有空间群为P2₁/n的单斜结构,表面包覆粗糙多孔的碳层。在800 ℃下制备的碳包覆样品的电子导电率高达9.81×10^-5 S·cm^-1,约为高温固相氢气还原法制备的未包覆碳Li₃V₂(PO₄)₃的10000倍。测试结果表明碳包覆Li₃V₂(PO₄)₃的电化学性能远优于未包覆碳的样品。在3.0～4.3 V电压范围内,以0.1C和2C倍率充放电时,碳包覆的Li₃V₂(PO₄)₃具有高比容量(分别为128和109 mAh·g^-1)和优异的循环性能。     

LiV3O8的合成及其电化学性能研究

The layered trivanadate, LiV₃O₈, was prepared by sol-gel method with LiOH, V₂O₅ and H₂O₂ as initial reagents. The materials at different heat treatment conditions were characterized by XRD and TG-DTA. Their electrochemical behaviors were studied by galvanostatic charge-discharge and cyclic voltammetry. The results show that LiV₃O₈ prepared by sintering at 300 ℃ for 16 h has higher capacity, and its initial discharge capacity is 333.1 mAh·g^-1, and maintains a discharge capacity of 302.8 mAh·g^-1 after 10 cycles at 0.2 C and the voltage range of 1.8～4.0 V.     

Ca2Y7.9（SiO4）6O2-0.5xFx:Eu0.1（3+,2+）荧光粉的合成和发光特性

采用高温固相反应法在弱还原气氛下制备了Ca2Y7.9(SiO4)6O2-0.5xFx:Eu(2+,3+)0.1(x=0～4)系列荧光粉。晶胞参数a,c和晶胞体积V均随着F-置换量的增加呈线性减小,晶胞参数a和c的变化率相近。荧光体中Eu2+和Eu3+共存,Eu2+3d5/2与Eu3+3d5/2电子结合能分别为1128.4和1136.3 eV,Eu2+的3d5/2与3d3/2的电子结合能差为28.4 eV。Eu2+和Eu3+的3d5/2态XPS峰面积比为6.9∶1。激发光谱由Eu3+的两个电荷迁移(CTS)带和f-f跃迁激发线组成,x=0,1的试样中出现了Eu2+的f-d跃迁强激发谱带。激发到Eu3+的电荷迁移态或激发Eu2+,除了来自Eu3+的5D0能级的发射之外,还观察到了5D1能级的强发射和5D2能级的弱发射,并且激发Eu2+时5D1→7F4发射强度超过5D0→7F2,没有出现Eu2+的明显发射,Eu2+对Eu3+发光起到很好的敏化作用。5DJ(J>0)高能级发射来自4f格位的Eu3+发光中心,Eu2+的敏化起关键作用。Eu3+在4f和6h两种格位的分布比为4∶6。     

La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3－α陶瓷的质子导电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O_3－a陶瓷样品, 用XRD, DSC-TGA, SEM, 交流阻抗谱, 气体浓差电池及气体电化学透过等方法对样品的结构和性质进行了表征和测试. 首次对该样品的质子导电性能进行了研究. 该陶瓷样品具有良好的微观结构, 相对密度达95.1%; 氢浓差电池电动势的实测值与理论值吻合, 离子迁移数为1; 在干燥的氧气气氛中是一个纯的氧离子导体; 氢的电化学透过速率的实测值与理论值吻合, 证明该样品在氢气气氛中几乎是一个纯的质子导体, 质子电导率在1000 ℃时高达0.14 S•cm^－1.     

溶胶凝胶法合成LiCuVO4及其电化学性能研究

以CH3COOLi.2H2O、Cu(NO3)2.3H2O、V2O5和双氧水(30%)为原料,采用溶胶凝胶法合成了LiCuVO4,其结构、组成和形貌经XRD和SEM确认。结果表明,本文所合成的LiCuVO4具有隧道结构的形貌,颗粒粒径为0.2～6μm。将LiCuVO4作为锂离子电池正极材料,首次循环的放电比容量达到160mAh/g;而作为负极材料,其最大放电比容量达到481mAh/g。在两种电化学测试中,LiCuVO4都显示了良好的循环性能。     

Li2+2xZn1-xSiO4水基溶胶-凝胶法合成及其离子导电性

用水基溶胶凝胶法制备了锂离子导体Li_2+2xZn_1-xSiO₄(0≤x≤0.5)。实验中对干凝胶的热稳定性进行了TG-DTG分析。XRD谱结果表明形成了与Li₃PO₄结构相关的固溶体Li_2+2xZn_1-xSiO₄。TEM结果则显示晶粒尺寸为50nm左右,并应用交流阻抗谱技术进行了样品烧结体的电性能测试。     

Li3V2(PO4)3/C和Li2.5Na0.5V2(PO4)3/C的结构和电化学性能的比较研究

采用溶胶-凝胶法合成了锂离子正极材料Li3V2(PO4)3/C(LVP/C)及Li2.5Na0.5V2(PO4)3/C,并用XRD、循环伏安及交流阻抗等方法,研究了大量Na+掺杂对材料结构和电化学性能影响。结果表明,大量钠离子的掺杂会使LVP结构由单斜向菱方转变。掺杂化合物Li2.5Na0.5V2(PO4)3/C在0.5 C充电1 C放电时,首次放电容量为118 mAh.g-1,50次循环后容量保持率为92.4%,并发现与单斜LVP存在多个放电平台不同,Li2.5Na0.5V2(PO4)3/C仅在3.7 V处有一个放电平台。     

层状钙钛矿型Sm2-2xSr1+2x-2yCa2yMn2O7(x=0.2，0.3，0.4，0.5；y=0，0.2，0.3)的溶胶凝胶合成及电性能研究

Layered perovskite manganites with a nominal chemsitry of Sm_2-2xSr_1+2x-2_yCa_2yMn₂O₇(x=0.2, 0.3, 0.4, 0.5; y=0, 0.2, 0.3) were prepared using sol-gel method. The crystal structures of these compounds were studied by X-ray diffraction (XRD) and FTIR absorption spectra. The absorption peaks become weaker and move a little to higher frequency with increasing of Sm/Sr concentration. As the Sm doping increases to x=0.2 and x=0.3, the absorption peaks show a cubic structure character, reflecting that the samples suffer from a transition from tetragonal structure to cubic structure. This coincides with the X-ray diffraction results. The high temperature electrical properties were studied by conventional four-probe method. Although all samples exhibit the semiconductive behavior, lnρ-1 000/T curves are not linear and they obey the small polaron hopping mechanism. Moreover, the resistivity decreases with x reducing. This is due to that Sm doping increases the Jahn-Teller ion Mn³⁺/Mn⁴⁺ ratio, and decreases the e_g bandwidth.     

Li3V2(PO4)3的溶胶-凝胶合成及其性能研究

以LiOH·H₂O(LiF、Li₂CO₃、LiCH₃COO·2H₂O)、NH₄VO₃、H₃PO₄和柠檬酸为原料,采用Sol-gel法合成锂离子电池正极材料Li₃V₂(PO₄)₃。优化了锂源、溶胶的pH值、预烧条件、煅烧温度等合成条件,并采用XRD、SEM、恒电流充放电及循环伏安试验等方法,研究了所合成的Li₃V₂(PO₄)₃的结构形貌和电化学性能。结果表明,以LiOH·H₂O为锂源,溶胶的pH值等于3,于氩气氢气(体积比9∶1)混合气中300 ℃预烧 4 h,并在氩气氢气(体积比9∶1)混合气中600 ℃煅烧8 h合成的Li₃V₂(PO₄)₃正极材料为标准的单斜结构,具有较高的放电比容量和较好的循环稳定性,0.1C和1C倍率下首次放电比容量分别为130 mAh·g^-1和129 mAh·g^-1;1C倍率下循环40次后,容量仍为127 mAh·g^-1,容量保持率为98.4%;随后又进行10C倍率放电,10次循环后容量为105 mAh·g^-1,容量保有率达98.1%。循环伏安测试表明,该正极材料具有较好的电化学可逆性。     

Ca0.8-2x(YbxTb0.1Na0.1+x)2xWO4近红外下转换荧光粉水热合成及发光性质

一种在近红外光谱(NIR)区域高效的量子剪裁现象已在Ca_0.8-2x(Yb_xTb_0.1Na_0.1+x)_2xWO₄(x=0~0.2)荧光粉中得到证实,该量子剪裁通过吸收紫外线光子发射近红外光子,能量传递包括两个协同过程,分别是WO₄^2-基团到Yb³⁺离子和WO₄^2-基团到Tb³⁺离子再到Yb³⁺离子,Yb³⁺离子的掺杂浓度对荧光粉在可见光和近红外光谱的发光,荧光寿命和量子效率的影响已进行了详细得研究。经计算,量子效率最大达到135.7%。铽与镱共掺钨酸钙的近红外量子剪裁,通过吸收太阳光谱的1个紫外光到2个1000nm光子(2倍光子数增加)的下转化机制实现高效率硅太阳能电池的途径。     

Fe2O3/Al2O3氧载体制备方法的研究

采用溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热合成法、低热固相合成法、机械混合法、燃烧合成法和冷冻成粒法制备铁基氧载体Fe₂O₃/Al₂O₃,并通过物理和化学表征手段来筛选和优化制备方法和制备工艺。对煅烧后的氧载体进行硬度测试,结果表明,溶胶-凝胶法、共沉淀法、机械混合法、燃烧合成法和冷冻成粒法制备的氧载体硬度较高;载体的X射线衍射(XRD)谱图表明,各种制备方法均能制得物相组成为Fe₂O₃/Al₂O₃的氧载体,且随着煅烧温度的提高、煅烧时间的延长,氧载体的结晶度、晶体粒径逐渐增大,煅烧温度1 200℃的氧载体的机械性能、晶体结构、晶相组成更稳定。借助化学吸附仪的程序升温还原(TPR)实验表征氧载体的反应活性,并计算氧载体活性度。综合物理和化学表征实验结果表明,最优制备方法为溶胶-凝胶法和冷冻成粒法。