溶胶-微波干燥法制备Nd_(0.6)Ca_(0.4)CoO_3及其电化学性能

研究用溶胶-微波干燥法制备钙钛矿型氧化物Nd0.6Ca0.4CoO3,通过XRD、TEM对制备的产物进行表征。结果表明,得到的产物为Nd0.6Ca0.4CoO3,平均粒径为65nm。以该氧化物为催化剂,酸处理的碳黑为载体,制备了用于碱性介质中氧还原反应的气体扩散电极,利用极化曲线(LSV)和交流阻抗(EIS)方法测试了其在碱性介质中(6mol/LKOH)对氧还原的催化性能。该催化剂在空气气氛下,电极电位在-0.2V(vs.Hg/HgO)时催化氧还原的电流密度达到160mA/cm2,有显著的氧还原催化效果。微波加热功率、微波加热时间对催化剂的催化氧还原性能有较大的影响。     

铝-空气电池钙钛矿型氧电极的研究

制备La0.6Ca0.4CoO3钙钛矿型氧化物作为铝-空气电池氧气还原的催化剂,并对此催化剂做了X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等结构测试.研究掺杂不同化合物对氧电极性能的影响.测定催化电极在6 mol/L KOH中的阴极极化曲线,并且组装成铝-空气电池,来考察电极的电化学性能.结果表明:钙钛矿型氧化物La0.6Ca0.4CoO3掺杂金属氧化物即混合催化剂是一种良好的催化剂,有利于促进阴极的氧气还原,改善电极的电化学性能.     

SOFC连接材料Nd_(1-x)Ca_xCrO_(3-δ)的制备及性能研究

为了探索适用于中温固体氧化物燃料电池的连接材料,采用柠檬酸法制备了Nd1-x Ca x CrO3-δ(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)粉体,研究了Ca2+的掺杂对材料烧结性能、电性能和热膨胀性能等的影响。实验表明,当测试温度为800℃时,Nd0.6Ca0.4CrO3-δ材料在空气和氢气气氛中电导率分别为56.4和1.6 S/cm。在30~800℃随着Ca2+掺杂量从0.1增加到0.4,平均热膨胀系数(TECs)值从6.5×10-6K-1增大到7.8×10-6K-1,与其它常用SOFC材料热匹配性良好。     

NdCoO3催化剂制备及其催化氧还原性能研究

研究用微波法制备钙钛矿型氧化物NdCoO3,通过XRD、TEM对制备的催化剂进行表征。结果表明,得到的产物为NdCoO3。以该氧化物为催化剂,酸处理的碳黑为载体,制备了用于碱性介质中氧还原反应的气体扩散电极,并利用极化曲线(LSV)和交流阻抗(EIS)方法测试了其在碱性介质中(6 mol/L KOH)中对氧还原的催化性能。结果表明:该催化剂在空气气氛下,电极电位在-0.2 V(vs.Hg/HgO)时电流密度达到160 mA/cm2,有显著的氧还原催化效果;同时发现:制备时的pH值、微波加热的功率及时间、碳黑的预处理对其催化氧还原性能有较大的影响。     

钙钛矿型催化剂LaNi_(0.8)Co_(0.2)O_3性能的改进

通过改进的溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型氧化物LaNi0.8Co0.2O3,研究了煅烧温度对催化剂的影响.采用XRD、SEM对催化剂的结构和表面形貌进行了分析;用极化曲线、恒流放电曲线研究了催化剂在7 mol/L KOH中的电化学性能.采用改进的溶胶-凝胶法,在500 ℃下煅烧制得的催化剂团聚最小,且电化学性能最好.当电极电位为-0.4 V(vs. Hg/HgO)时,氧还原的电流密度为230 mA/cm2.     

La0.6Sr0.4CoO3催化H2O2电还原的性能研究

以溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCoO3电极材料,通过循环伏安和恒流充放电等方法研究了La1-xSrxCoO3催化H2O2电还原的性能.结果表明当x=0.4时,在3 mol/L KOH溶液中,粉末电极电催化还原H2O2的活性最高.电极电势为-0.4 V时,电流密度达到-123 mA/cm2.不同的H2O2浓度下电极性能测试的结果表明,H2O2浓度为0.6 mol/L时,电流密度最大.计时电流法测试表明La0.4Sr0.6CoO3粉末电极在碱性溶液中稳定性良好.     

WO3对碳载EMD催化氧还原活性的影响

研究了助催化剂三氧化钨(WO3)对电解二氧化锰(EMD)催化性能的影响.通过球磨制备5种WO3含量的EMD复合催化剂,进行XRD、SEM和电化学性能测试.WO3影响了EMD的孔隙率,添加适量的WO3可改善EMD的催化性能.添加WO3催化剂的氧还原电位较未添加WO3催化剂提前0.02 V.当电压为-0.15 V时,EMD、( MnO2)33( WO3)0.7、(MnO2)33(WO3)1、( MnO2)33 (WO3)1.3及(MnO2 )33( WO3 )1.5的氧还原电流分别为:-0.21 mA、-0.35 mA、-0.85 mA、-0.53 mA和-0.08 mA,表明随着WO3添加量的增加,EMD的催化性能先提高,后下降.EMD、( MnO2)33( WO3 )0.7、( MnO2 )33( WO3)1、(MnO2)33 (WO3)1.3及(MnO2)33 (WO3)1.5制备的电池,放电平台分别为1.05 V、1.08 V、1.21 V、1.14 V和0.98 V;催化活性顺序为:(MnO2)33(WO3)1＞ (MnO2)33(WO3)1.3＞(MnO2)33(WO3)0.7＞EMD＞ (MnO2)33(WO3)1.5.     

Al-空气电池阴极材料的制备及电性能

以Co、Mn硝酸盐为原料,加入一定量微波吸波剂Vulcan XC-72,用微波进行热处理制备了纳米复合氧化物MnCo2O4阴极材料.用热重(TG)分析了形成过程;通过扫描电镜仪(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征得知产物结晶良好,纯度高,平均粒径约15 nm,且分布均匀;在室温下、空气气氛中,以6 mol/L KOH为电解液、三电极体系中测试了由产物所制备的空气扩散电极对氧还原反应的催化效果,极化曲线显示:在-0.2 V(vs.Hg/HgO)电位下,ORR电流密度达96 mA/cm2;对由产物所制备的空气电极及纯金属Al片所组装的Al-空气电池进行了放电性能测试,效果良好.     

球磨方法对氧还原催化剂性能的影响

采用滚动球磨、行星式球磨和摇摆振动球磨等方法,制备了碳载二氧化锰氧还原催化剂,并组装了锌空电池。用扫描电镜(SEM)对催化剂和催化膜形貌进行了表征,以恒流法检测了空气电极的极化行为和锌空电池在室温下的放电性能。采用摇摆振动球磨方法制备的碳载二氧化锰催化剂具有优良的氧还原催化性能,当电位为1.1 V(vs.Zn)时,空气电极电流密度达到226 mA/cm2;终止电压为1.0 V时,锌空电池比能量可达427 Wh/kg。     

方形γ-MnOOH的制备及其电催化氧还原的性能

寻找新型锰氧化物作为锌-空气电池阴极氧还原催化剂是电化学工作者的研究目标之一。在150℃水热条件下,用HMnO4氧化Mn(CH3COO)2,反应产物通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)测试表明为方形γ-MnOOH。分别用方形γ-MnOOH和电解二氧化锰(EMD)做氧电极催化剂冷压制成气体扩散电极,稳态极化测试结果表明:γ-MnOOH的电极电位比EMD正移30～60mV,当催化膜中w(γ-MnOOH)为25%时催化活性最高。使用γ-MnOOH作为催化剂的锌-空气电池,在40mA/cm2电流密度下工作电压达到1.23V。     

可充碱锰电池用锰的钙钛矿氧化物研究

锰的钙钛矿氧化物通过共沉淀法制备。用X射线粉末衍射法测定其晶体结构,用恒流充放电和循环伏安法研究了钙钦矿氧化物Bi_(0.1)Ca_(0.9)。MnO_3在碱性溶液中的可充性,实验结果表明Bi_(0.1)Ca(0.9)MnO_3作为碱性可充阴极材料具有良好的可逆性,并可深度充放电而保持结构稳定。     

新型纳米晶双功能氧电极的研究

合成了系列新型纳米晶钙铁矿型双功能氧电极催化剂La0.6Ca0.4CiO3,La1-xSrxNi1-xCoxO3(x=0,0.05;y=0,0.1),经XRD表征催化剂均为钙钛矿单相.考察了不同催化剂对氧还原和氧析出反应的电催化活性.结果表明,纳米级钙铁矿型催化剂LaNi0.9Co.1O3和La0.95Sr0.05Ni0.9Co0.1O3具有良好的氧还原催化活性,而La0.95Sr0.05Ni0 9Co0.1O3和La0.6Ca0.4CoO3的氧析出催化活性较高.     

化学改性MnO2电化学性能的研究

通过加入Bi^3＋、Co^2＋、Pb^2＋,分别制备了单掺杂改性的MnO2和二组分掺杂、三组分掺杂改性MnO2。并对样品极化曲线、放电性能及循环寿命进行了分析。分析结果表明,化学改性有利于改善MnO2的电化学性能,其中二组分和三组分掺杂改性的效果更加明显。     

La0.7-xSmxSr0.3MnO3体系的磁电性质和磁致伸缩效应

用固相反应法制备了La0.7-xSmxSr0.3MnO3(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)多晶材料,研究了它们的磁电性质及室温下的磁致伸缩效应.结果表明,随着Sm掺杂量的增加,样品的晶体结构从菱面体相转变为正交相,居里温度下降.在结构转变点附近,样品室温磁致伸缩效应出现极大值.样品在室温下的磁致伸缩主要来源于材料中的交换磁致伸缩.     

碘酸铜的合成及其对电解二氧化锰的改性作用

采用化学沉淀法制备了碘酸铜[Cu(IO_3)_2],以X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其进行表征,并将所制备的碘酸铜用于电解二氧化锰的物理掺杂改性。恒流放电测试表明,掺入合适的碘酸铜可明显提高电解二氧化锰的放电性能,掺入量为10%时以6.5mA恒流放电可提高44.9%的放电容量。利用线性扫描伏安测试进一步考察了掺杂后电解二氧化锰的电化学行为,并讨论了可能机理。     

La-Ca-Ba-Co系永磁铁氧体的结构与磁性能

采用陶瓷法制备La_(0.6)Ca_(0.4-x)Ba_xO·n/2(Fe_(1-y)Co_y)_2O_3永磁铁氧体材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和测磁仪对样品的晶体结构、显微形貌与磁学性能进行表征。当x=0时,预烧料样品为单一的M相,晶粒为明显的片状,磁体性能:B_r=440m T,H_(cb)=296k A/m,H_(cj)=426k A/m,(BH)_(max)=36.6k J/m~3,Hk/H_(cj)=0.83。钡元素取代钙元素后,预烧料样品仍为单一的M相,晶粒的三维尺寸接近,磁体矩形度H_k/H_(cj)提高。当x=0.1时,矩形比最高,达到0.93。通过工艺的调整,获得了优异的磁性能:B_r=445m T,H_(cb)=337k A/m,H_(cj)=420k A/m,(BH)_(max)=38.6k J/m~3,H_k/H_(cj)=0.95。     

MnO2电极在水系电解液中电容性能的研究

采用溶胶0凝胶法制备出了纳米MnO2,通过X射线衍射试验表明产物是具有双链结构的α-MnO2。在3种浓度接近饱和的水系电解液：中性,强碱性,弱酸性中进行充放电测试。测试结果表明,Mn02电极在0．5mol／L K2SO4溶液中电位窗口只有0．3V,且比容量很低,仅有10．2F／g;在7．0mol／LKOH溶液中电位窗口达到1．0V,电容量为120．3F／g;在2．0mol／L（NH4）2SO4中电位窗口为0．4V,比容量可以达到94.6F／g。     

Pt-MnO_2/C的制备及对乙醇电催化活性的研究

采用水热法制备了MnO2纳米棒,然后电沉积Pt合成了Pt-MnO2/C复合物.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对MnO2的晶型和形貌进行了表征,并运用循环伏安(CV)法考察了Pt-MnO2/C在不同条件下对乙醇的电催化活性.实验结果表明,该催化剂在乙醇浓度为0.5 mol/L,H2SO4浓度为0.5 mol/L,电沉积Pt 40段时对乙醇的电催化活性最好.