La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3钙钛矿复合氧化物的GNP法合成与导电性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成出La_0.6Sr_0.4Co_1-yFe_yO₃(y=0～1.0)体系复合氧化物,对合成产物的结构、烧结性能和导电性进行了表征.研究结果表明,不同n(Co)/n(Fe)比的合成粉料中形成菱形六面体钙钛矿结构,合成粉料的颗粒细小均匀.在室温～900℃范围内,La_0.6Sr_0.4CoO₃(y=0)的电导率随温度的升高而单调降低,其它n(Co)/n(Fe)比的样品电导率随着温度升高到600℃附近时达到最大值.在低温段,La_0.6Sr_0.4Co_1-yFe_yO₃体系的导电行为符合小极化子导电机制,导电活化能随n(Co)/n(Fe)比的降低而增大.与常规固相合成法相比,甘氨酸-硝酸盐法制备的La_0.6Sr_0.4Co_1-yFe_yO₃具有更高的烧结活性和电导率.     

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物的柠檬酸盐法合成与导电性能

采用柠檬酸盐法合成出La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物超细粉料,考查了各种影响溶胶与凝胶的形成以及合成粉料晶体结构与颗粒形态的因素,并确定了最佳的合成条件。研究了烧成温度对La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3电导率的影响,发现1200℃是最合适的烧成温度。研究结果表明,在室温～900℃范围内,样品的电导率在600℃附近出现峰值(～103S·cm-1),在低温段样品的导电行为符合小极化子导电机制,不同烧成温度的样品的导电活化能基本一致(5.31～5.79kJ·mol-1)。与常规固相合成法相比,柠檬酸盐法合成的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3具有更高的烧结活性和电导率。     

La0.6Ce0.4Mn1-yFeyO3微波吸收特性

用溶胶-凝胶法制备了La0.6Ce0.4Mn1-yFeyO3 (y=0.00, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18)样品. 用微波矢量网络分析仪测试了该样品在2～18 GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率, 根据测量数据计算了电磁损耗角正切及微波反射率与频率的关系. 结果表明, 当B位掺入铁元素时, 样品吸收峰值增大, 有效吸收频带增宽, 在y=0.14时, 样品微波吸收效果最好. 当样品厚度为2.00 mm, y=0.14时, 吸收峰值为38 dB, 10 dB以上频带宽度达4.1 GHz. 初步探讨了该材料的电磁损耗机理, 发现损耗吸收来自磁损耗和介电损耗的共同作用, 吸收峰所在频率介于介电损耗角正切最大值与磁损耗角正切最大值对应的频率之间, 即在12.7 GHz附近. 对样品的电阻率测试表明, 其室温范围内电导在半导体范围内, 有利于降低微波在样品表面的反射率.     

La1—xMxCoO3（M=Ca,Sr）表面状态的XPS研究

合成了一系列钙钛矿复合氧化物La_(1-x)M_(?)CoO_3(M=Ca,Sr),并用XPS研究了LaCoO_3中的La~(3+)部分被Ca~(2+)或Sr~(2+)取代后表面状态的变化。由XPS的O_(10)谱图拟合得到的吸附氧O(2)百分数与取代量x呈现规律性变化。对Ca_(2p)与Sr_(3d)谱图也进行峰拟合处理,其中结合能较高的Sr(2)、Ca(2)可指认为周围有氧离子缺位物种。Ca(2)或Sr(2)百分数与吸附氧百分数的关系可用取代后表面状态的变化来解释。     

La1—xMxFeyCo1—yO3型复合氧化物（M=Sr,Ba）的合成,结构及电性能

钙钛矿型的稀土与过渡金属复合氧化物(ABO_3)及部分稀土为碱土金属置换的A_(1-x)M_xBO_3型复合物在最近20年来研究较多,并在催化气敏,超导等方面取得了良好进展。但对A_(1-x)M_xB_(1-y)N_yO_3型复合物却研究甚少。本文合成了一系列的La_(1-x)M_xFe_yCo_(1-y)O_3(M=Sr或Ba)钙钛矿型复合氧化物,研究了它们组成与电性的变化规律。     

La1—xMxCoO3（M=Ca,Sr）还原性的研究

以XPS和XRD手段研究了La_(1-x)M_xCoO_3复合氧化物的还原性质,得到还原程度次序为La_(1-x)Sr_xCoO_3>La_(1-x)Ca_xCoO_3>LaCoO_3;相同离子取代系列随x增大,还原容易进行,探讨了取代钴酸镧的氢还原机理。     

La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3与La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3电导的对比

采用固相合成法制备了La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3(LSGM8282)和La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3 (LSGMC5), 利用四电极交流阻抗法和Hebb-Wagner 极化法对比研究了两种材料的总电导率和电子电导率. 实验结果表明, LSGM8282 的总电导率与氧分压无明显依赖关系, 而LSGMC5 的总电导率在高氧分压区随氧分压降低而增加,在中等氧分压区域基本保持不变. 在973-1173 K的温度范围内, LSGM8282的自由电子电导率以及电子空穴电导率的氧分压级数分别为-1/4和1/4.在1073-1173 K的温度范围内, LSGMC5的自由电子电导率以及电子空穴电导率的氧分压级数分别为-1/4和约为1/8, 表明LSGMC5的空穴产生机制可能与LSGM8282不同. LSGM8282 的氧离子电导率与氧分压无关, 而LSGMC5 的氧离子电导率在高氧分压区随氧分压的减小而增加.     

La0．6Sr0．4Col—yFeyO3钙钛矿复合氧化物的GNP法合成与导电性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成出La0．6Sr0．4Col-yFeyO3(y=0-1.0)体系复合氧化物，对合成产物的结构、烧结性能和导电性进行了表征．研究结果表明．不同n(Co)／n(Fe)比的合成粉料中形成菱形六面体钙钛矿结构，合成粉料的颗粒细小均匀．在室温～900℃范围内，La0．6Sr0．4Col-yFeyO3(y=0)的电导率随温度的升高而单调降低，其它n(Co)／n(Fe)比的样品电导率随着温度升高到600℃附近时达到最大值．在低温段．La0．6Sr0．4Col-yFeyO3体系的导电行为符合小极化子导电机制，导电活化能随n(Co)／n(Fe)比的降低而增大．与常规固相合成法相比，甘氨酸-硝酸盐法制备的La0．6Sr0．4Col-yFeyO3具有更高的烧结活性和电导率．     

复合氧化物LaMn1-xFexO3(x=0-1)的XPS研究

用XPS方法研究了具有ABO3结构的LaMn1-xFexO3（x＝0－1）氧化物的氧化还原性能、表面组成和吸附氧种．样品经还原和再氧化处理后，Mn2p和Fe2p结合能的变化对Fe和Mn之间发生的氧化还原提供了明显的证据．可表示如下：Me4＋＋Fe（3－δ）→Mn（4－δ）＋＋Fe3＋通过计算机用三种氧物种（OⅠ，OⅡ和OⅢ）对O1s峰进行拟合，确定了每种氧物种的状态．同时，以氧物种含量随还原、再氧化的变化，确定了发生在表面上的氧化还原反应同OⅠ和OⅡ吸附氧物种有关．在此基础上，对吸附位与氧之间的电子转移过程进行了讨论．     

复合氧化物催化剂La0.5Sr0.5Ni1-yCuyO3上CO氧化反应与活性氧种的研究

对复合氧化物催化剂La0.5Sr0.5Ni1-yCuyO3上表面活性氧种的研究已有报导[1～3]. 一般认为,在该催化剂中主要有两类表面氧物种,即表面吸附氧和表面晶格氧,它们和气相氧之间存在着动态平衡,可以互相转化. 我们通过TGA、 XPS及瞬变应答实验对催化剂La0.5Sr0.5Ni1-yCuyO3上表面氧种的表征,证明了低温时对CO起活性作用的是表面吸附氧,而且由于B位Ni离子被Cu离子部分取代,使催化剂对CO氧化反应的完全转化活性温度有所下降. 这一实验结果为开发低温高效汽车尾气净化催化剂提供了有益的信息.     

Sm（0.5）Sr（0.5）Co（0.4）M（0.6）O3（M=Co,Mn,Fe）作为IT-SOFCs阴极的结构与性能

通过X射线衍射(XRD)、热重、热膨胀、电导率以及交流阻抗等测试方法,研究了Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3(M=Co,Mn,Fe;分别简写为SSCC,SSCM,SSCF)作为中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极的结构与性能.研究表明,同相法合成的Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3均为正交钙钛矿型结构,材料的结构参数和性能都与M元素半径及M-O的键能有关.晶胞参数随着Co、Mn、Fe的顺序增大.材料的氧空位浓度、热膨胀系数、电导率、电极催化活性随着Co、Fe、Mn的顺序降低.同时由于SSCM较低的氧空位浓度,使得电极反应受到氧在电极内的扩散过程控制,具有较差的电极催化性能,而SSCC和SSCF较高的氧空位浓度,电极反应同时受到电极表面氧还原反应和氧离子在电极中的扩散过程混合控制.由于SSCF具有较高的氧扩散系数,使得700 ℃以上SSCF电极表面氧还原电阻(ASR)也低于SSCC的,因而出现了SSCF的总电极催化活性高于SSCC的现象.     

Ag/La0.6Sr0.4MnO3基催化剂上CH3OH和CO的完全氧化

合成了Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３、Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３／γ－ＡＩ２Ｏ３两毓催化剂,发现钙钛矿型Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３对低浓度ＣＨ３ＯＨ或ＣＯ的完全氧化显示出相当高的催化活性,适量Ａｇ对钙钛矿型Ｌａ０．６Ｓ５０．４ＭｎＯ３基质的修使其对ＣＨ３ＯＨ或ＣＯ完全氧化催化活性获明显提高;在６％Ａｇ／２０％Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３／γ－ＡＩ２Ｏ３催化剂 ,ＣＨ３ＯＨ完全氧化的Ｔ     

钕掺杂对（Ba0.6Sr0．4）TiO3／MgO陶瓷结构和性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜及介电性能测试,研究了Nd掺杂对42%(Ba0.6Sr0.4)TiO3/58%MgO(质量分数)复相陶瓷微结构和低频介电性能的影响.结果表明,添加O%～0.6%Nd203的材料均由(Ba,Sr)TiO3和Mgo两相组成,不含其他物相.随着Nd2O3掺杂量的增加,材料的晶粒尺寸变大,晶粒结合更加紧密.适量的Nd2O3掺杂可以获得适中的介电常数和较高的介电可调度,并使材料的介电损耗显著改善.0.4%(质量分数)的Nd2O3掺杂使材料的居里温度从-24.6℃迅速降低至-79.2℃,并改善了材料的温度稳定性.这时材料具有很好的介电性能,室温下(约25℃),100 kHz时介电常数为103.0,介电损耗为0.0005,2V·μm-1偏置电场下样品的介电可调度为9.15%(10 kHz),能够满足移相器的应用要求.     

Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3 (M=Co,Mn, Fe)作为IT-SOFCs阴极的结构与性能

通过X射线衍射(XRD)、热重、热膨胀、电导率以及交流阻抗等测试方法, 研究了Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3(M=Co, Mn, Fe; 分别简写为SSCC, SSCM, SSCF)作为中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极的结构与性能. 研究表明, 固相法合成的Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3均为正交钙钛矿型结构, 材料的结构参数和性能都与M元素半径及M—O的键能有关. 晶胞参数随着Co、Mn、Fe的顺序增大.材料的氧空位浓度、热膨胀系数、电导率、电极催化活性随着Co、Fe、Mn的顺序降低. 同时由于SSCM较低的氧空位浓度, 使得电极反应受到氧在电极内的扩散过程控制, 具有较差的电极催化性能, 而SSCC和SSCF较高的氧空位浓度, 电极反应同时受到电极表面氧还原反应和氧离子在电极中的扩散过程混合控制. 由于SSCF具有较高的氧扩散系数, 使得700 ℃以上SSCF电极表面氧还原电阻(ASR)也低于SSCC的, 因而出现了SSCF的总电极催化活性高于SSCC的现象.     

La1-xCaxCrO3体系复合氧化物的甘氨酸-硝酸盐法合成与表征

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成了La1-xCaxCrO3 (x=0～0.3)体系复合氧化物粉料,对合成产物的粉体结构和性能进行了表征,研究了体系组成及合成方法对材料烧结性能和导电性能的影响.实验结果表明,在La1-xCaxCrO3体系中Ca2 离子的引入促进了材料的烧结,随着Ca2 离子含量的增加,材料的烧结致密度和导电性能明显提高.与常规固相法相比,GNP法合成的粉料颗粒细小均匀(100～200 nm),烧结活性高,其烧结体在1400 ℃以下即可达到较高的烧结致密度和良好的电性能.     

Electrochemical characteristics of La0.6Sr0.4CoO3-δ, Pr0.6Sr0.4CoO3-δ and Gd0.6Sr0.4CoO3-δ on Ce0.85Sm0.15O1.925 electrolyte

Cyclic voltammetry, chronoamperometry and electro-chemical impedance have been used for the analysis of the following medium temperature half-cells: Ce_0.85Sm_0.15O_1.925| La_0.6Sr_0.4CoO_3-δ, Ce_0.85Sm_0.15O_1.925| Pr_0.6Sr_0.4CoO_3-δ and Ce_0.85Sm_0.15O_1.925| Gd_0.6Sr_0.4CoO_3-δ. The influence of the atomic mass of the A–site cation in the perovskite cathode on the oxygen reduction kinetics has been discussed. The total polarisation resistance, obtained from the Z′′, Z′-plots, increases with the rise of atomic mass of the cation in the A-site position. Two different time constants have been obtained for the oxygen electroreduction process, and the replacement of La³⁺ by Gd³⁺ in the cathode material decreases somewhat the surface catalytic activity, but the noticeably higher low-frequency series resistance, i.e. mainly diffusion-like mass transfer resistance, values have been obtained. However, the mainly diffusion-limited process at T≤773 K for Gd_0.6Sr_0.4CoO_3-δ and the kinetically mixed process (diffusion + charge transfer) for Pr_0.6Sr_0.4CoO_3-δ and La_0.6Sr_0.4CoO_3-δ have been established. At higher temperature (T≥993 K) and more negative potentials, the O₂ reduction process is limited mainly by the heterogeneous charge transfer step. Presented at the fourth Baltic Conference on Electrochemistry, Greifswald, March 13–16, 2005.     

低浓度甲烷甲醇深度氧化Ag/La0.6Sr0.4MnO3催化剂

用柠檬酸溶胶－凝胶法制备钙钛矿型Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３氧化物,并用Ａｇ对其进行修饰,制得Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３系列催化剂。结果表明,６％Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３催化剂上甲烷或甲醇氧化转化９５％时的反应温度Ｔ９５可低至７３５Ｋ（对ＣＨ４）或４２１Ｋ（对ＣＨ３ＯＨ）;适量Ａｇ的负载修饰并不改变催化剂基质氧化物Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３的纳米级钙钛矿型结构;Ａｇ的掺杂诱使催