钙钛矿型CaSiO_3解压缩和重压缩过程的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法 (MD)研究了 3 0 0K时钙钛矿型CaSiO3 ,从高压到负压的解压缩过程 .MD模拟获得的P V关系与实验数据相近 ,与已报道的MD模拟数据基本一致 ,所得体积模量也在实验数据分布范围内 .减压缩和重压缩的MD模拟数据与实验结果相似 .钙钛矿型CaSiO3 解压缩成非晶态时 ,存在两个结构破坏阶段 :破坏硅氧八面体和破坏钙氧二十面体 .当钙氧二十面体被破坏后 ,重压缩不能得到钙钛矿型结构 .只要钙氧二十面体未被破坏 ,重压缩可恢复钙钛矿型结构 .本研究得到的结果尚未见相关报道 .由MD模拟数据计算了CaSiO3 系统的红外光谱 ,分析这些数据可知钙钛矿型CaSiO3 解压缩非晶化是一个二阶软模相变 .研究表明钙钛矿型CaSiO3 结构存在一个等容的亚稳极限 ,其解压缩非晶化是一个受动力学控制的亚稳状态 .     

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。     

钙钛矿型(La_(0.8)M_(0.2))MnO_3和(La_(0.8)Sr_(0.2))(Mn_(1-x)Fe_x)O_3的XRD和IR光谱的研究

合成了（La0.8M0.2）MnO3（M=Ca2+，Sr2+，Ba2+）和（La0.8Sr0.2）（Mn1-xFex）O3（x=0．1、0．2、0．3、0．4、0．5）两类氧化物，经XRD确认为钙铁矿型氧化物，应用FT－IR对其进行研究，对主要的红外特征振动υ（Mn-O）和δ（O-Mn-O）进行分析表征。这类化合物的υ（Mn-O）和δ（O-Mn-O）的FT－IR特征吸收峰十分相似，但在～608cm－1处出现较大差别，以Sr2+、Ca2+和Ba2+部分A位取代La3+的钙铁矿型氧化物和B位Fe取代Mn时，由于离子的溶解能不同，对晶格的有序排列的影响程度不一，导致了Mn－O键的键力场不同，引起了吸收峰向低波数移动。这种结构上的差异，导致对汽车尾气中的有害成份碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）的催化氧化能力降低。借此可以用于研究结构与催化性能的关系。     

钙钛矿型LaNiO3、LaMnO3的形成条件

用混合硝酸盐分解法和柠檬酸络合法分别制取了单一钙铁矿型多晶粉末LaNiO_3和LaMnO_3. XRD分析表明LaNiO_3的形成经历了混合氧化物转化为LaNiO_3的同相反应; 而LaMnO_3晶相直接由无定形相转化而来。根据DTA、TG、IR分析两者的形成, NO_3~-离子都起了重要作用. 同时讨论了络合剂柠檬酸的作用.     

钙钛矿型化合物催化氧化性能与d电子构型关系的研究

我们用活性评价、磁性测定、原子吸收光谱、TPR(程序升温还原)、TPSR(程序升温表面反应)、XRD等手段研究了以共沉淀和混合法制备的LaMO2(M为从钛到铜的八个过渡金属离子)钙钛矿型化合物对CH4和CO的催化氧化性能。结果表明, 随M离子的d电子数增多, 催化剂的催化氧化活性呈现三峰变化模式并与表面氧结合能及TPSR活性氧物种分布规律一致。根据磁性分析了M离子d电子组态, 对活性的三峰现象作了说明。比较了不同方法对催化剂上氧物种的表征效果。考察了在氧化还原气氛下M离子价态变化规律。根据实验结果讨论了催化剂上活性氧物种分布。     

BaCeO3 钙钛矿型氧化物的储氮和抗硫性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法制备了钙钛矿结构的BaCeO3样品,在此基础上再用浸渍法制备了Pt/BaCeO3、 Rh/BaCeO3、 Pt-Rh/BaCeO3样品,并用机械混合γ-Al2O3,再浸渍贵金属的方法制备了Pt/BaCeO3/γ-Al2O3、 Rh/BaCeO3/γ-Al2O3、 Pt-Rh/BaCeO3/γ-Al2O3样品.储氮量(NSC)结果表明:对未加γ-Al2O3的BaCeO3来说,贵金属的加入反而使NSC减小.加入贵金属催化剂的储氮量(NSC)大小为: Pt的最大, Rh的次之, Pt-Rh的最小.γ-Al2O3的加入对BaCeO3吸收NO和O2没有影响.而对于BaCeO3/γ-Al2O3样品,贵金属的加入使NSC值提高了3倍以上.讨论了贵金属加入到BaCeO3/γ-Al2O3样品中显著提高样品储氮能力的原因.结合XRD结果表明,钙钛矿 BaCeO3相是Ba-Ce-O样品主要的NOx储存活性中心.NSC结果还表明, BaCeO3和Pt/BaCeO3催化剂在SO2为≤0.006%时具有较好的抗硫性能.而Pt/BaCeO3/γ-Al2O3催化剂不但具有较好的储氮能力而且具有更好的抗硫性能.     

利用原位红外光谱研究钙钛矿复合半导体CH_3NH_3PbI_3的稳定性

利用高压原位红外光谱法实时跟踪监测了CH_3NH_3PbI_3在高压氮气以及不同含量氧气气氛中加热时的变化规律.发现CH_3NH_3PbI_3对氧气十分敏感,当氮气中含有1%(体积分数)的氧气时,CH_3NH_3PbI_3加热到150℃发生分解;继续提高氧气含量到21%,温度升高到100℃时CH_3NH_3PbI_3即发生分解;若在常压高纯氮气中加热,其分解温度则能提高到250℃;若将氮气压力提高到4.0 MPa,CH_3NH_3PbI_3的分解温度进一步提高到270℃.实验结果表明,提高压力和减少环境中的氧含量是改善钙钛矿复合半导体稳定性的有效方法.相应地,复合半导体光电子器件的热处理过程可以在更高的温度下进行,从而有希望获得性能更加优良的钙钛矿复合半导体光电子器件.     

BaFeO3和BaCeO3钙钛矿型氧化物的储氮性能

 采用改进的溶胶－凝胶法制备了Ba－Fe－O（Ba／Fe原子比为0．5），Ba－Ce－O（Ba／Ce原子比为1）和Ba－Sn－O（Ba／Sn原子比为1）氧化物，并考察了其储氮性能．结果表明，750℃焙烧的Ba－Fe－O样品，在400℃下的NOx储存容量（NSC）最大，其次为900℃焙烧的Ba－Ce－O样品；相同温度焙烧的样品，在400℃下的NSC均大于200℃下的NSC．XRD测试结果表明，750℃焙烧的Ba－Fe－O样品的缺陷钙钛矿BaFeO3－δ可能是储存NOx的主要活性相，而Ba－Ce－O和Ba－Sn－O样品储存NOx的活性相分别为钙钛矿型BaCeO3和BaSnO3．BET测定结果表明，样品的比表面积均较小．用FT－IR分析了Ba－Fe－O样品上储存的NOx物种．讨论了NSC大小与吸收温度、NOx吸收物种及样品物相之间的关系．     

复合氧化物Ca_(1-x)Pb_xMnO_(3-σ)的合成及其电化学性能研究

采用共沉淀法制得Ca_(1-x)Pb_xMnO_(3-σ)的XRD测试结果表明该样品具有钙 钛结构，利用X射线光电子能谱(XPS)对Ca_(0.9)Pb_(0.1)MnO_(3-σ)样品中各元素 的价态进行了鉴定，结果表明各元素分别以Ca~(2+)，Pb~(4+)，Mn~(4+)以及少量 的Mn~(3+)的形式存在。四探针电导率测试结果发现Ca_(0.9)Pb_(0.1)MnO_(3-σ) 的电导率比无取代CaMnO_(3-σ)样品的电导率提高了将近两个数量级。并且半导体 的类型发生了变化。在碱性溶液中Ca_(0.9)Pb_(0.1)MnO_(3-σ)表现出良好的电化 学性能，9 mol/L KOH电解质溶液中，50 mg样品采用2 mA放电至-0.8 V时放电容量 为384 mA·h/g左右。并利用循环伏安对其充放电机理进行了初步探讨。     

Ba0.95Ce0.9Y0.1O3-α固体氧化物燃料电池性能

以Ba0.95Ce0.9Y0.1O3-α为固体电解质,Pt为电极,组成氢-空气燃料电池,测定了该电池600～1000℃下电流-电压特性、电极极化特性和电解质中各电荷载流子(质子、氧离子、电子空穴)迁移数及其电导率。实验表明,该电池放电性能良好,能稳定地输出电能,1000℃时的最大输出电流密度为680mA.cm^-^2。正、负Pt电极极化特性很小,放电时的电压耗损主要由电解质电阻产生。在氢-空气燃料电池条件下,Ba0.95Ce0.9Y0.1O3-α显示混合离子(质子+氧离子)导电性。随着温度升高,质子迁移数减小而氧离子迁移数增大,当温度为780℃时,质子和氧离子迁移数相同(0.46),在低于780℃时,质子电导占优势,而在高于780℃时,氧离子电导占优势。     

BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(3-α)的溶胶-凝胶法合成及其电性能

用溶胶-凝胶法合成了BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(3-α)固体电解质前驱体，并以低 于通常固相反应150～250 ℃的温度（即1400～1500 ℃）进行了烧结。以烧结体样 品为固体电解质、多孔性铂为电极，组成氢及氧浓差电池、氢-空气燃料电池，测 定了BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(3-α)烧结体的质子和氧离子迁移数以及燃料电池的性 能，并与高温固相反应法合成的样品进行了比较。结果表明，烧结温度能显著影响 溶胶-凝胶法合成样品的质子迁移数及燃料电池性能。烧结温度≥ 1450 ℃时，质 子迁移数近似为1，燃料电池性能亦较高，烧结温度< 1450 ℃时，质子迁移数< 1 ，燃料电池性能亦较低。在1400～1500 ℃烧结的样品中，1450 ℃下烧结的样品具 有最高的电池性能，接近于高温固相反应法合成的样品。     

钙钛石型复合氧化物催化剂LaMn~yCo~1-yO~3的催化性能研究Ⅰ.在氨氧化反应中氧的形态和催化性能的关系

用XRD,XPS和TPD等手段研究了钙钛石(ABO~3)型复合氧化催化剂LaMn~yCo~1-yO~3中氧的形态;研究了催化剂在氨氧化反应中的活性,发现这类氧化物中存在三种形态氧种(α,β,β').它们所对应的脱附温度分别为293K≤T~α≤773K.773K≤T~β≤1073K,Tβ'≥1073K.研究了它们与催化剂组成、结构及催化性能之间的关系,并用缺陷化学反应和B位离子之间的相互作用模型进行了解释.α氧的吸附强度和吸附量与催化活性成正比关系.B位离子之间的协同作用有利于氨氧化反应的进行.     

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理: II.成 分、结构起伏与 同型生长基元的分异和组装

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT,PZNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体。这些同型生长基元受本身稳定性的制约而在熔体中存在的几率不同。相对于[MgO~6]^1^0^-,[ZnO~6]^1^0^-八面体基元来说,[NbO~6]^7^-,[TiO~6]^8^-是更为有利的八面体基元。在基元组装过程中,各种[BO~6]八面体基元在稳定性、尺寸大小与电价上的分异致使生长界面对基元有一定的选择性,从而造成了晶体生长时成分与结构的短程起伏,并为有序畴及其它化学缺陷团簇的形成提供了条件。当加入掺质PbTiO~3时,由于[TiO~6]^8^-与[NbO~6]^7^-两种基元在组装时的类聚性及[TiO~6]^8^-对晶体稳定性的贡献,晶体的微区成分与结构得以调制,焦发石相得以抑制,这构成了用Bridgman法能直接从熔体中生长出纯钙钛矿相PMNT单晶的基础。而[MgO~6]^1^0^-与[ZnO~6]^1^0^-八面体基元的差致使PMNT,PZNT两单晶的生长难度有别,这在选择合适的生长方法时需加以考虑。     

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理1: PMNT单晶的表面形貌 、负晶结构及生长基元的组装与拆分

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体,晶体生长过程可视为多种八面体基元与Pb^2^+的组装过程。这些生长基元向{111}面叠合时易采取法向生长机制,向{001}面叠合时易采取层状生长机制,由此决定了晶体生长速度的各向异性与晶体的形貌。Bridgman法生长的PMNT晶体在生长过程中由内向生长机制形成规则的负晶结构;在晶体生长过程中,在其自然表面上可形成正形与负形两种形貌;在高温退火过程中,由于PbO的分解,晶体表面上可形成类似"蚀象"的构型,这些可从[BO~6]八面体生长基元的组装或拆分方面获得解释。     

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理1: PMNT单晶的表面形貌 、负晶结构及生长基元的组装与拆分

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体,晶体生长过程可视为多种八面体基元与Pb^2^+的组装过程。这些生长基元向{111}面叠合时易采取法向生长机制,向{001}面叠合时易采取层状生长机制,由此决定了晶体生长速度的各向异性与晶体的形貌。Bridgman法生长的PMNT晶体在生长过程中由内向生长机制形成规则的负晶结构;在晶体生长过程中,在其自然表面上可形成正形与负形两种形貌;在高温退火过程中,由于PbO的分解,晶体表面上可形成类似"蚀象"的构型,这些可从[BO~6]八面体生长基元的组装或拆分方面获得解释。     

LiCl-KCl-CeCl3熔盐结构与热力学的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法,研究了LiCl-KCl-CeCl₃熔盐中CeCl₃的结构性质和热力学,获得了LiCl-KCl-CeCl₃熔盐中密度与组成、密度与温度的关系数据;径向分布函数g_Ce-Cl(r)的第一个峰位置为0.259nm, Ce³⁺对应的第一个配位数约为6.9;混合熔盐中计算数据与纯熔盐中数据的差异可以解释为混合熔盐中Ce³⁺和Cl^-的相互作用比纯的CeCl₃更强; LiCl-KCl熔盐中Ce³⁺的自扩散活化能为22.5 kJ·mol^-1,从活化能的本质来说, Ce³⁺自扩散所需要克服的能垒要略低于U³⁺(25.8 kJ·mol^-1)。当Ce³⁺的摩尔分数从0.005增加到0.05时,其指前因子从31.9×10^-5 cm²·s^-1减少到21.8×10^-5 cm²·s^-1;随着Ce³⁺摩尔分数从0.005增长到0.05,单位体积内(忽略总体积的变化)Ce³⁺的增加意味着其扩散阻力增加,而自扩散的能力降低,导致了指前因子的减小。     

TiO_2-K_2SiO_3无机涂层对空间材料Ag的防护行为研究

在微波电离型原子氮（AO）源地面模拟设备中对空间材料Ag及TiO_2- K_2SiO_3无机涂层进行原子氧剥蚀效应试验。用扫描电镜（SEM）、光电子能谱（ XPS）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射光谱（XRD）和LAMBDA-9分光光度计，对在 模拟原子氧（AO）环境中Ag及在其表面涂覆的无机涂层，所发生的侵蚀与防护作用 进行了表征研究。AO对Ag表现了较严重的侵蚀作用，原来光亮如镜的表面形貌变得 粗糙，且失去光泽。而所施用的TiO_2-K_2SiO_3无机涂层，经AO辐照后，表面形貌 则变化甚少。实验表明，该涂层对AO辐照有较强的防护效果、较好的空间稳定性（ AO辐照前后Δα ≈ 0.024），能阻止AO对基材的侵蚀。