BaCe0.9Y0.1O3-α固体电解质的离子导电性

用交流复阴抗谱法测定了混合离子(质子+氧离子)导电性固体电解质BaCe0.9Y0.1O3-α在600～1000℃下不同气氛(干燥空气、湿润空气及湿润氢气)中的电导率;通过测定总电导率(离子电导率+电子电导率)随气氛中氧分压po2变化,求得离子电导率和离子迁移数;用氢浓差电池方法测得氢气中的质子迁移数。结果表明,BaCe0.9Y0.1O3-α固体电解质在氧分压<10Pa的气氛(如氢气)中几乎为纯离子导体,而在氧分压为10～10^5Pa的气氛(如空气)中为离子和电子空穴混合导体;样品在各气氛中的离子电导率均高于10^-2S·cm^-1。     

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。     

钙钛石型复合氧化物催化剂LaMn~yCo~1~-~yO~3催化性能的研究 Ⅱ. 过渡金属离子之间的相互作用与在氨氧化反应中的催化性能

发现钙钛石型复合氧化物LaMn~yCo~1~-~yO~3中B位过渡金属离子Mn,Co 之间的相互作用及其氧化还原性是影响氨氧化反应中NO选择的重要因素.B位少量掺杂可促进过渡金属离子的氧化还原性,但B位组成相当时(y=0.5),则不利于它们的氧化还原.富锰区(y>0.5),Mn^3^+-O^2^--Mn^4^+的超交换作用对样品的磁性及NO 选择性起决定作用,富钴区(y<0.5),Co^2^+Co^Ⅲ离子的存在及其浓度是影响NO选择性的主要因素.y=0.5时样品的结构决定了样品的强铁磁性质,并由于Mn^3^+-O^2^--Co^3^+之间不易氧化还原因而对生成NO不利     

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。     

La0.8Sr0.2Ni0.4Fe0.6O3–Ce0.8Gd0.2O2–δ Nanocomposite as Mixed Ionic–Electronic Conducting Material for SOFC Cathode and Oxygen Permeable Membranes: Synthesis and Properties

Mixed ionic–electronic conducting nanocomposite La_0.8Sr_0.2Ni_0.4Fe_0.6O₃ (LSNF)–Ce_0.8Gd_0.2O_{2– δ} (GDC) was prepared via ultrasonic dispersion of nanocrystalline powders of perovskite and fluorite oxides in water with addition of surfactant, followed by drying and sintering up to 1300°C. Analysis of the real structure of nanocomposite (studied by XRD and TEM with EDX) and its surface composition (studied by XPS) revealed moderate redistribution of elements between phases favoring their epitaxy. Results of impedance spectroscopy, oxygen isotope exchange, O₂ TPD and H₂ TPR experiments revealed a positive effect of composite interfaces on the oxygen mobility and reactivity agreeing with the ambipolar transport behavior of MIEC composite. Preliminary testing of button-size cell with functionally graded LSNF–GDC cathode layer supported on thin YSZ layer covering Ni/YSZ cermet demonstrated high and stable performance, which is promising for its practical application.     

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。     

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300 K时钙钛矿型CaSiO_3，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CaSiO_3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CaSiO_3系统的红外光谱，分析这 些数据可知钙钛矿型CaSiO_3解压缩非晶化是一个二阶软模相变。研究表明钙钛矿 型CaSiO_3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。     

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。     

纳米钙钛矿型复合氧化物La1-xSrxFeO3-δ结构研究

对催化甲烷完全氧化反应前后的La1-xSrxFeO3-δ系列纳米氧化物进行了IR,XRD, TG及Mossbauer谱学研究, 并与催化活性进行了关联。提出无序分布Fe^4^+的增加导致催化活性增加, 有序化的Fe^4^+和氧空位出现导致催化活性下降; 掺杂量相同的纳米粒子和大晶体相比较, 前者具有更高的含氧值, 这是其催化活性较高的另一重要原因。     

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.