钙钛矿型氧化物的制备与光催化性能研究进展

综述了近年来国内外钙钛矿型氧化物的制备方法及其影响因素,总结了这类材料在光催化降解有机物和光催化分解水方面的研究进展,讨论了光催化反应机制及影响光催化活性的因素,并展望了今后对钙钛矿型氧化物研究与应用的发展方向.     

锶掺杂对钙钛矿型氧化物LaMnO3电催化性能的影响研究

采用正交实验方法,研究了当x取不同值时,混合初始溶液的pH值、表面活性剂OP-10以及络合物柠檬酸的添加量,和前驱体的焙烧温度等因素对La1-xSrxMnO3结晶形态和粒径的影响。采用TG／DTA对凝胶的热分解历程进行了分析,以XRD分析了不同煅烧温度下所得产物的相组成,以TEM观察了不同条件下的纳米粉体的颗粒尺寸及其分散状况。并将制备出的钙钛矿粉体压成电极,进行放电分析,以检验其催化活性。得出了采用溶胶-凝胶法合成钙钛矿型纳米氧化物La1-xSrxMnO3的优化反应条件。     

稀土钙钛矿型氧化物催化剂的研究进展

综述了近年来国内外稀土钙钛矿型氧化物催化剂在一氧化碳氧化、甲烷氧化、乙烷氧化、氮氧化物消除和汽车尾气净化等方面的研究进展, 讨论了该类催化材料的结构缺陷与性能之间的构效关系, 简要地分析了今后我国开展稀土钙钛矿型氧化物催化剂研究的重要性及其应用前景.     

模板法制备钙钛矿型复合氧化物催化剂的研究进展

钙钛矿型复合氧化物由于其组成和结构的特殊性以及优秀的热稳定性、氧化还原性能、氧迁移率和电子离子导电性,近年来在催化剂领域引起人们的广泛关注.将纳米多孔设计策略应用于钙钛矿型氧化物,可以在各种应用中带来新的和优异的性能.制备多孔金属氧化物材料主要采用模板法,本文综述了钙钛矿型复合氧化物的结构特征以及使用硬模板法、软模板法...     

掺银的Sm0.5Sr0.5CoO3中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料的制备与性能研究

采用硝酸盐分解方法在Sm0.5Sr0.5CoO3 (SSC)中掺入少量的银 (Ag), 形成可用于SOFC的多孔阴极材料 (SSC-Agx). 通过X射线衍射测试确定了材料的物相组成; 用SEM观测了中温电解质Ce0.8Sm0.2O1.9表面涂层电极的微结构; 利用电化学极化曲线和阻抗谱研究了这些材料中低温 (500～800 ℃)电化学性能, 确定掺Ag量和烧结温度对阴极电化学性能的影响. 结果表明, SSC在中温区掺20% Ag时具有最佳的电化学性能, 在600 ℃阴极总阻抗是SSC的1/11, 在750 ℃为SSC的1/4, SSC中掺Ag是提高阴极在中温区电化学性能的有效途径.     

复合掺杂氧化物La0.5Sr0.5CoO2.91的性能和稳定性

采用固相反应法和柠檬酸-硝酸盐溶胶-凝胶低温自蔓延燃烧法（简称柠檬酸法）合成了La0.5Sr0.5CoO2．91（LSC）复合氧化物。借助XRD和SEM对不同制备方法合成粉体的晶体结构和晶粒形貌进行了研究。结果表明：固相反应法可制得均一钙钛矿结构的LSC氧化物，柠檬酸法除制得LSC氧化物外，还有LaSrCoO4相的生成。柠檬酸-硝酸盐溶胶-凝胶低温自蔓延燃烧法合成粉体的粒度相对较小。为研究以Ce0．9Gd0.1O1．95（GDC）为电解质的固体氧化物燃料电池阴极材料的性能，将LSC粉体与GDC粉体按6：4（质量比）制备了固体氧化物燃料电池（SOFC）的阴极片。在空气气氛下使用直流四探针法研究了烧结样品300～800℃的电导率，发现由柠檬酸法得到粉体制备的阴极片的电导率值较高。将制备的样品置于马弗炉中800℃条件下烧结800h，比较失效前后电导率的变化情况，并借助XRD，SEM等测试手段分析样品电导率变化的原因。分析发现，失效后两种样品的电导率值都有所降低，且样品中都有新相生成，晶体形貌有较大的变化。     

La0.5-xNdxBa0.5CoO3化合物的磁性和输运特性

在La0.5-xNdxBa0.5CoO3化合物中用Nd对La进行了替代研究，结果表明，Nd的掺入未改变Co3d电子的巡游性。随Nd含量增大，材料的分子磁矩单调下降，当Nd含量大于或等于0.45时，材料中出现了磁性相分离，当x≤0.45时，随Ｎd含量增加，材料的居里温度单调下降，这是由于稀土离子的尺寸效应。电阻测量表明，在所研究的温度范围内，在居里点以下，材料属热扩散导电，在居里点以上属极化子的变程跳跃导电。     

钙钛矿型复合氧化物光催化研究进展

扼要叙述了钙钛矿型复合氧化物(ABO3)作为光催化剂的研究进展。包括结构,机理,制备,改性和研究现状。强调了结构与性能之间的关系并对其研究方向提出了自己的见解。     

超细钙钛矿复合氧化物的制备和性能研究

钙钛矿型复合氧化物(ABO_3)具有稳定的结构和较好的热稳定性,是一类被视为能够替代传统贵金属控制汽车尾气净化催化剂的新型三效催化剂。但其主要问题是比表面大小,一般小于10m~2·g~(-1),因此其催化活性的提高受到一定的限制。近几十年     

钙钛矿型复合氧化物LaFeO3和LaCoO3的光催化活性

采用柠檬酸法合成了钙钛矿复合氧化物ＬａＦｅＯ３和ＬａＣｏＯ３,并以其为光催化剂对水溶性染料进行光催化降解实验,研究了不同光源和不同光照时间对降解脱色率的影响。结果表明ＬａＦｅＯ３和ＬａＣｏＯ３均有较强的光催化活性,而ＬａＣｏＯ３的光催化活性明显高于ＬａＦｅＯ３,这主要与Ｆｅ＾３＋和Ｃｏ＾３＋离子的电子构型以及Ｆｅ－Ｏ间和Ｃｏ－Ｏ间的结合能有关。     

高性能Sm0.5Sr0.5CoO3阴极的制备与表征

用固相合成法合成了Sm0.5Sr0.5CoO3 (SSC)中温固体氧化物燃料电池阴极材料.以La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3为电解质,利用多种技术考察了不同温度(1173～1373 K)焙烧的SSC阴极,以及1173 K 焙烧、掺杂La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(LSGMC5)或La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.09Co0.11O3 (LSGMC11)高氧离子电导材料的复合SSC阴极.SEM的结果显示,随着电极焙烧温度的增加,电极的颗粒度增大,孔隙度减小；LSGMC5、LSGMC11的掺杂对电极微观结构影响不大.交流阻抗和极化实验的结果表明,SSC电极的活性随电极焙烧温度的增加而减小,电极的最佳焙烧温度在1173 K左右；掺杂了LSGMC5或LSGMC11的复合SSC电极的活性以及稳定性显著高于SSC电极.     

用湿化学法制备Sm0.5Sr0.5CoO3-La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3复合阴极及其性能表征

用湿化学法制备了Sm0.5Sr0.5CoO3(SSC)－La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(LSGMC5)中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料，其中SSC用甘氨酸－硝酸盐法合成，LSGMC5用柠檬酸盐法合成。XRD结果表明，甘氨酸－硝酸盐法制备的SSC在焙烧温度大于1223K即表现为单一的钙钛矿结构。随焙烧温度的升高，SSC粉末颗粒增大,导致含有高温烧结SSC的电极与电解质界面结合变差。采用多种技术考察了利用不同温度（1173－1373K）预烧的SSC粉末制备的SSC-LSGMC5阴极上进行的氧还原反应。结果表明，SSC-LSGMC5复合电极的性能显著依赖于电极中SSC粉末的预烧温度，当SSC粉末焙烧温度在1223K附近时，具有最小的欧姆电阻以及氧还原反应极化电阻，1A· cm-2电流密度下的极化过电位为0.077 V。     

新型中温固体氧化物燃料电池阴极材料Fe掺杂Sm0.5Sr0.5CoO3性能研究

本文系统研究了新型中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料Sm_0.5Sr_0.5Co_1-xFe_xO_3－δ(SSCF)的晶体结构、热膨胀系数、导电率及电化学性能。固相合成的Sm_0.5Sr_0.5Co_1-xFe_xO_3－δ化合物均为单相材料，随着掺Fe量的不同，SSCF的晶体结构发生变化，在0≤x≤0.4时，SSCF为正交晶系钙钛矿结构，在0.5≤x≤0.9时，SSCF为立方晶系钙钛矿结构。Fe掺杂可以显著的改善Sm_0.5Sr_0.5CoO₃的热膨胀系数，随着Fe含量的增加，热膨胀系数减小。在800℃下，SSCF导电率均大于100 S·cm^-1。随着Fe含量的增加，极化电阻增大；含量x=0.4时，极化电阻达到最大值；之后，随Fe含量的增加，极化电阻减小，在700～800 ℃时，Sm_0.5Sr_0.5Co_0.2Fe_0.8O_3－δ表现出了良好的氧催化活性。     

化学溶液沉积法在LaAlO3基底上制备La0.5Sr0.5TiO3外延薄膜

在常压下采用经济、适合规模化生产的化学溶液沉积法生长外延的La1-xSrxTiO3薄膜, 为YBa2Cu3O7-σ(YBCO)涂层导体提供导电缓冲层. 前驱溶液经旋转涂覆在单晶LaAlO3(001)基底上, 在纯氩气氛下分别于840, 890, 940和990 ℃恒温60 min制备薄膜. X射线衍射(XRD)分析, 在890～990 ℃的热处理条件下, 均得到纯净的具有良好外延性的La1-xSrxTiO3薄膜. 通过扫描电子显微镜(SEM)和扫描隧道显微镜(STM)观察, 样品表面光滑致密, 膜厚约为180 nm. 通过半定量能谱(EDS)分析, 确定薄膜成分为La0.4Sr0.6TiO3, 表明热处理过程中元素La部分挥发. 在890 ℃热处理温度下制得薄膜的电阻率约为1×10-2 Ω · cm.     

La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3的制备及其NO2气敏性能

利用高温固相反应法和溶胶-凝胶法制备了La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3钙钛矿复合氧化物粉体。采用XRD,TEM对粉体物相组成及颗粒形貌进行表征,并以制备的两种粉体作为敏感材料分别制成管状传感器,测试了其NO2气敏性能。结果表明：采用高温固相反应法和溶胶-凝胶法在不同焙烧温度下,均可制得单相La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3粉体,采用溶胶-凝胶法在800℃焙烧2 h得到的粉体粒径约为20 nm;传感器输出电动势信号对NO2浓度之间呈良好的线性关系;溶胶-凝胶法制得粉体的气敏性能优于高温固相反应法制得粉体的气敏性能。     

Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3阴极氧还原动力学

利用极化、交流阻抗技术考察了担载于La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)电解质上的Sm0.5Sr0.5CoO3-La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(SSC-LSGMC5)复合阴极的氧还原反应动力学.在SSC-LSGMC5阴极氧还原反应的阻抗谱中可以观察到明显的两个半圆.高频环的电导与氧分压无关,低频环的电导正比于氧分压的0.5次方.并且低频环的氧分压级数随着反应温度的降低而减小,可能对应于吸附氧原子的扩散过程.SSC-LSGMC5极化曲线与经典的Butler-Volmer方程吻合.阴、阳极的电荷转移系数均为1左右,交换电流密度的氧分压级数为1/4,对应于电荷转移过程.实验结果显示SSC-LSGMC5上的氧还原反应机制随反应条件的不同而发生变化.     

负载型La0.8Sr0.2CoO3燃烧催化剂中Co(Ⅱ)与载体γ-Al2O3的相互作用

一般认为稀土钙钛矿型La0.8Sr0.2CoO3是CO氧化、碳氢(HC)化合物完全氧化和NOx还原的良好氧化物催化剂.用复合硝酸盐溶液浸渍γ-Al2O3制取负载型催化剂La0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3(LSC/γ-Al2O3),负载量15%(质量分数).采用XRD, TPR, BET和二甲苯完全氧化催化剂活性测试等手段,研究了CoAl2O4的形成过程,催化剂经750 ℃焙烧, Co(Ⅱ)已进入γ-Al2O3体相,并有大量的CoAl2O4尖晶石形成. 若在γ-Al2O3表面涂敷一层以MgAl2O4为主相的覆盖层,在一定程度上能够阻挡Co2+离子进入γ-Al2O3的晶格,并有效地生成出LSC活性相,提高了其完全氧化的催化活性.