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钙钛矿型透氧材料的制备与研究

钙钛矿型透氧膜在氧气分离、固体燃料电池和甲烷部分氧化制合成气等方面有着良好的应用前景,受到了人们的广泛关注,但其大规模的工业化应用受到了两个因素的限制:一是透氧率不能满足要求,二是膜材料在高温还原性气氛下的稳定性较差。本文针对目前研究工作中存在的两个偏向:重材料组成而忽视微观结构对膜性能的影响以及重表面修饰而忽视掺杂对膜表面交换的影响,从制备工艺-微观结构-性能的关系出发,研究了膜微观结构的调控方法及其对膜透氧性能的影响规律,并从掺杂-结构-性能的关系出发,对掺杂了不同离子的透氧膜的性能进行了研究。1.粉料制备方法对Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)透氧膜性能的影响采用固相反应法、改进柠檬酸法和柠檬酸-EDTA络合法制备了Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)粉料,并在相同的烧结条件下制备了透氧膜。首先对粉料的晶型结构进行了表征,结果表明用柠檬酸  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
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钙钛矿型混合导体透氧膜材料的制备和性能研究

钙钛矿型陶瓷材料具有良好的催化活性,电化学特性等,在纯氧生产、电池电极材料,以及化工催化领域都有着良好的应用前景。对于面向实际应用的透氧膜材料来说,提高膜材料的透氧量和解决低氧分压气氛中膜稳定性等是其实现工业化应用的关键。为此,需解决提高材料的透氧量和性能稳定性等问题。影响陶瓷膜性能的因素较多,例如膜材料的组成、微观结构,膜的表面修饰等。本论文对Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ陶瓷膜的制备工艺、微观结构及性能等进行研究,并考察表面修饰对Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ膜材料的透氧性能的影响,此外,还考察了Sc和Cr掺杂对BaFeO3材料电性能和透氧性能等的影响,以探索新型的无Co透氧膜材料的制备。全文所得主要结论如下:(1) 通过甘氨酸-硝酸盐法,在900℃以上煅烧前驱体粉末,可以获得具有钙钛矿结构的BaFeO3粉体。并在不同的温度下烧结制备了烧结体材料,测得1000℃、1050℃和1100℃烧结...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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钙钛矿型与双钙钛矿型氧化物的电磁特性及其高压研究

近年来,随着锰基钙钛矿型氧化物巨磁阻效应及Cu掺杂双钙钛矿型Sr2YRuO6高温超导特性的发现,对于钙钛矿型稀土氧化物(化学通式为REBO3)及双钙钛矿型过渡金属氧化物(化学通式为A2B′B″O6)的研究也逐渐增多。这两类材料因其具有独特的物理与化学特性而被广泛应用于催化剂、传感器、燃料电池、磁-光材料等领域。本论文中我们通过多种实验手段对钙钛矿型稀土氧化物REBO3(B=Fe, V,Al)及双钙钛矿型锑基过渡金属氧化物Sr2FeSbO6、Sr2MnSbO6、Ba2FeSbO6的晶体结构、电学及磁学性质进行了表征,得到如下创新性结果:首先,我们通过原位高压X射线衍射实验对钙钛矿型稀土氧化物REBO3(B=Fe, V, Al)晶体结构进行了系统的研究,结果如下:对于REFeO3(RE=Sm,Y),YFeO3在26GPa发生了同构相变,可能是由Fe3+离子高自旋态到低自旋态的转变而导致的;而SmFeO3在我们的压力范围内,结构稳定,...  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

《化学进展》2008年Z1期
化学进展

钙钛矿型固体氧化物燃料电池阳极材料

固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种新型能源转换装置,由于其高效、洁净等优点正日益受到各国政府,科研工作者及普通民众的重视[1—3]。固体氧化物燃料电池单电池由两个多孔电极和两电极之间致密的电解质层所构成。氧分子在阴极(空气电极)得到电子被还原成氧离子,氧离子在电极两侧氧浓度差的驱动下,通过电解质中的氧空位定向跃迁,到达阳极(燃料电极)与燃料气体进行氧化反应,放出电子,电子传到外回路形成电流带动负载工作。其中在阳极发生的反应如下。H2+O2-H2O+2e-(1)如果是直接烃类固体氧化物燃料电池,则阳极主要发生以下反应。CnH2n+2+(3n+1)O2-nCO2+(n+1)H2O+(6n+2)e-(2)可见,在燃料电池操作中阳极不仅要为燃料气的电化学反应提供场所,也要对燃料气的氧化反应起催化作用,同时还要起着转移反应产生的电子和气体的作用。由于固体氧化物燃料电池阳极材料的工作温度高(500—1 000℃),而且不仅与燃料气还与...  (本文共9页) 阅读全文>>

中南大学
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应用于双功能型空气电极的钙钛矿型氧化物催化材料的研究

钙钛矿型氧化物是一种应用于燃料电池空气电极的高效非贵金属催化剂,催化效果与其结构密切相关。本文工作研究了用溶胶-凝胶法制备钙钛矿型氧化物La0.5Sr0.5(LSCoO),首次采用了溶胶-微波法合成了掺杂碳材料的钙钛矿型氧化物La0.5Ca0.5CoO3/C (LSCoO/C),并测试它们在碱性介质(6mol·L-1KOH)中的电化学性能。采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型氧化物LSCoO,其颗粒为不规则立方体,有轻微团聚,粒径在50-60nm之间。以此产物为催化剂制备的电极在空气气氛下碱性介质(6mol·L-1KOH)中,电位为-0.2 V(vs. HgO/Hg)时,催化氧还原的电流密度为152 mA·cm-2,电位在0.7 V (vs. HgO/Hg)时,催化氧析出的电流密度为152 mA·cm-2。以溶胶-微波法合成了LSCoO/C,其颗粒呈球形状,粒径在15~25 nm之间且分布均匀。以此催化剂制备的电极在空气气氛下碱性介质...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>