检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：陆遥南京大学

学位级别：硕士

双钙钛矿结构氧化物通常用化学式A2B'B"O6来表示,理想的A2B'B"O6晶体可看作由B'O6和B"O6两种八面体规则地交替排列而成,B'和B"离子被O2-隔开形成B'-O-B"结合形式;A位阳离子填充在氧八面... 详细信息

双钙钛矿结构氧化物通常用化学式A2B'B"O6来表示,理想的A2B'B"O6晶体可看作由B'O6和B"O6两种八面体规则地交替排列而成,B'和B"离子被O2-隔开形成B'-O-B"结合形式;A位阳离子填充在氧八面体围成的空隙位置。相对于ABO3型钙钛矿结构氧化物,双钙钛矿结构氧化物具有更为复杂的晶体结构和丰富的物理性质。通过改变A、B位不同元素的组合方式、元素化学计量比及元素掺杂,可有效地调控双钙钛矿氧化物的铁电、铁磁特性及光学带隙,使其呈现出金属性、半金属性、半导体性、绝缘性、自旋玻璃态等行为,在自旋电子学、电控磁储存器、铁电光伏等领域具有重要的应用。Ba2FeNb06(BFNO)作为一种双钙钛矿结构氧化物,具有良好的介电特性及其合适的禁带宽度,有望被用作无铅弛豫铁电材料及可见光光催化剂。本文利用熔盐法合成了立方相BFNO纳米颗粒,探究了合成工艺参数(退火温度、保温时间及熔盐比例)对BFNO纳米颗粒的物性及微结构的影响。利用X射线衍射技术(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对BFNO纳米颗粒的微结构进行了表征。XRD谱图及Rietveld精修结果表明:反应物摩尔比例为BaCO3:Fe2O3:Nb2O5:NaCl:KCl=4:1:1:100:100,1000℃下退火保温5小时可获得结晶性良好、纯立方相的BFNO纳米颗粒,其晶胞参数为a=8.12A:纳米颗粒平均尺寸为500nm,晶粒形貌主要为立方状。随着退火温度的升高(从700℃到1100℃),纳米颗粒的平均尺寸从200 nm增加到600 nm。定量EDS能谱分析结果表明样品中Ba、Fe、Nb元素的摩尔比接近理论值。对BFNO纳米颗粒进行了紫外-可见光波段的光吸收谱测量,由此得到不同合成条件下BFNO纳米颗粒的禁带宽度(Eg),其大小在2.12-2.29 eV之间。BFNO纳米颗粒的介电频谱测量结果表明:在低频区域1000℃下退火保温5小时合成的BFNO纳米颗粒,其介电常数随频率的增加迅速下降,而在高频区域趋于常数(55),这是由样品内的空间电荷极化及偶极子弛豫极化所导致。室温下1 kHz时BFNO纳米颗粒的介电常数为450,介电损耗为0.65。介电温谱测量结果表明:不同频率下BFNO纳米颗粒的介电常数在-150-200℃的温度区间随温度缓慢增加,介电损耗峰值所对应的温度随着测量频率的增加向高温方向移动;当温度超过200℃,介电常数迅速增加并在260℃(T=533 K)左右达到峰值,然后又迅速下降;纳米颗粒呈现出典型的弛豫铁电体特征,介电常数随着测量频率的增加而下降并且最大值所对应的温度向高温方向移动。这归因于冻结的局域偶极子被样品热能激活所导致。弛豫温度(T)和相应频率(f)满足Arrhenius关系f=f0 exp(-Ea/kBT),f0是频率因子,kB为玻尔兹曼常数,Ea为局域偶极子的激活能,实验测量值为0.188 eV。介电损耗随温度的变化具有相似的规律。

关键词：双钙钛矿结构 Ba2FeNbO6 纳米颗粒熔盐法禁带宽度介电性能微结构表征

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双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池阴极SmBaFe_(2-x)Co_xO_(5+δ)的制备与性能研究

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化工新型材料 2018年第3期46卷 183-186页

作者：郭瑞华郭乐乐张捷宇周国治安胜利内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010 上海大学材料科学与工程学院上海200072

采用溶胶-凝胶法制得双钙钛矿钐钡铁钴氧化物[SmBaFe_(2-x)Co_xO_(5+δ)(x=0,0.5,1.0,1.5)]系列阴极材料,并对制得的SmBaFe_(2-x)Co_xO_(5+δ)进行了测试。研究结果表明:制得的SmBaFeCoO_(5+δ)形成了单一的钙钛矿结构,颗粒较小,分散较... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制得双钙钛矿钐钡铁钴氧化物[SmBaFe_(2-x)Co_xO_(5+δ)(x=0,0.5,1.0,1.5)]系列阴极材料,并对制得的SmBaFe_(2-x)Co_xO_(5+δ)进行了测试。研究结果表明:制得的SmBaFeCoO_(5+δ)形成了单一的钙钛矿结构,颗粒较小,分散较均匀,颗粒之间连接性好并拥有适当的孔隙率,与电解质结合较致密,在Co掺杂量x=1.0,850℃条件下,制得的SmBaFeCoO_(5+δ)的极化界面电阻(Rp)最小为0.763,电导率最大达到58.68S/cm,在固体氧化物燃料电池(SOFC)领域具有较好的应用前景。

关键词： SOFC 双钙钛矿结构阴极材料 SmBaFe(2-x)CoxO(5+δ)

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双钙钛矿结构La2NiMnO6薄膜的制备及其微结构和性能研究

双钙钛矿结构La2NiMnO6薄膜的制备及其微结构和性能研究

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作者：张志清中国科学院研究生院

学位级别：硕士

2005年，Rogado等人发现La2NiMnO6陶瓷具有较大的磁介电效应，产生该效应的温度对应于高温铁磁转变温度(～280K)，且在室温具有半导体属性，可认为是铁磁半导体材料。从而，可作为一种潜在的、可应用于下一代自旋电子器件的关键材料，... 详细信息

2005年，Rogado等人发现La2NiMnO6陶瓷具有较大的磁介电效应，产生该效应的温度对应于高温铁磁转变温度(～280K)，且在室温具有半导体属性，可认为是铁磁半导体材料。从而，可作为一种潜在的、可应用于下一代自旋电子器件的关键材料，此外还可应用于如磁场传感器、固态热电冷却器等方面。\n 到目前为止，La2NiMnO6的微结构及物理性能已进行了广泛的研究，但还是存在一些未解决的问题，如铁磁起源还没得到统一认识、磁介电产生的机理尚未清楚。本文通过化学溶液沉积法(Chemical Solution Deposition，CSD)制备La2NiMnO6薄膜，并通过制备工艺优化，从而对微结构及性能进行调控，具体结果如下：\n 1.采用CSD法在单晶LaAlO3衬底上制备了具有择优取向的La2NiMnO6薄膜，研究了烧结温度对其微结构和输运性能的影响。实验结果表明，烧结温度显著影响了晶体结构及表面形貌，但对热激活能改变并不显著；\n 2.采用CSD法在单晶SrTiO3:0.7wt%Nb衬底上制备具有择优取向的La2NiMnO6薄膜，并对其微结构和相关性能进行了研究。结果表明，所制的薄膜为有序、无序混存，存在两个铁磁转变温度分别为110K和290K，在高温铁磁转变附近观察到正负磁介电效应的渡越行为；\n ***法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备多晶La2NiMnO6薄膜，并对微结构及性能进行了研究。结果表明，采用CSD法可有效调控薄膜的有序度；比较了有序薄膜和无序薄膜的磁介电性能异同，观察到明显不同的磁介电现象。

关键词：双钙钛矿结构铁磁半导体材料微结构物理性能化学溶液沉积法 La2NiMnO6薄膜磁介电效应

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Sr<,2>FeMoO<,6>双钙钛矿结构化合物的结构及磁阻效应的研究

Sr<,2>FeMoO<,6>双钙钛矿结构化合物的结构及磁阻效应的研究

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作者：吕敏峰中国科学院长春应用化学研究所

学位级别：博士

近年来，随着金属多层膜，磁隧道结和钙钛矿锰氧化物等材料中磁阻现象的发现，以研究磁阻效应(MR)的机理和应用为目的的磁电子学迅速发展。其中，钙钛矿结构的稀土锰氧化物以其超大的磁阻值和丰富的物理内涵而备受瞩目。最近，Kobayash... 详细信息

近年来，随着金属多层膜，磁隧道结和钙钛矿锰氧化物等材料中磁阻现象的发现，以研究磁阻效应(MR)的机理和应用为目的的磁电子学迅速发展。其中，钙钛矿结构的稀土锰氧化物以其超大的磁阻值和丰富的物理内涵而备受瞩目。最近，Kobayashi等发现的Sr2FeMoO6在室温下达到10％的隧穿磁阻(TMR)，居里温度达到420K，又一次掀起了研究磁电阻材料的新高潮。实验与理论都证明了双钙钛矿结构材料Sr2FeMoO6为半金属磁体。尽管人们对此已做了大量的工作，但是该氧化物的深入认识直至各种物理机制的合理解释仍需做艰苦细致的努力。本论文重点选择双钙钛矿结构隧穿磁阻材料Sr2FeMoO6作为研究对象，通过结构精修手段研究结构演变对其磁学性质和输运性能的影响，希望得到双钙钛矿中磁、电性质和磁阻与结构之间的关系，对该系列化合物中电、磁性质的变化规律和相互作用机理作出合理的解释。\n 根据结构化学原则，双钙钛矿中B和B\'离子电荷差距越大；离子半径差距越大，体系的有序度越高。我们选择了非磁性离子Zn，Ga替代半金属材料Sr2FeMoO6的Fe离子并研究它们之间的相互作用以及其电、磁性质和磁阻性能的变化。结果发现，两种离子对氧化物的结构，磁性和磁阻性质的影响明显不同。Zn2+离子少量替代Fe3+离子促进了体系的结构有序。微量替代的样品室温LMFR数值小幅度提高。其原因是巡游电子浓度与反相晶界(APB)处的反铁磁耦合的共同作用的结果，一方面，巡游电子浓度降低，TMR降低；另一方面，APB处的反铁磁耦合减弱，自旋更容易翻转。我们提出了高掺杂浓度的样品中存在双交换机理可以解释室温时MR在中场时的直线行为，因为体系出现了Fe3++Mo5+=Fe2++Mo6+电价平衡。Ga离子替代量的增加，体系有序度降低。饱和磁矩和居里温度随着Ga离子替代量的增加而减小。原因是Ga离子替代时，B’位置存在相当数量的Fe和Ga离子，弱化了铁磁交换作用。样品的低温MR有极大的增长，原因是Ga离子能充当两个铁磁隔离区电子传输的势垒，并减弱铁磁交换。\n 长期以来，人们一直致力于提高Sr2FeMoO6材料的室温低场磁阻(LFMR)以及通过电子注入的方法提高居里温度。但是该材料精细结构变化往往造成了理论与实验不吻合。为此，笔者研究了少量Mo空穴掺杂对双钙钛矿结构隧穿磁阻材料Sr2FeMoO6结构、磁学和磁阻性能的影响。结果发现，五小时还原的样品中，时宜掺杂量时，室温LFMR在3000Oe达到了8.5％，1T时达到了11.4％，该值达到或超过了目前报道的最高数据，而且Tc达到了450K。样品的LFMR，与软磁特性密切相关。室温下MR与m2斜率值增大表明了晶界表面自旋极化电子对外加磁场非常敏感。LFMR增大的原因是室温下一阶隧穿作用得到了加强。长时间还原的样品中Mossbauer谱拟合的结果表明，仅在x=0.04样品中观察到了顺磁相，顺磁相产生的原因Linden等解释为APB[***.，2000,76：2926.]，Huang等将其解释为超顺磁相[***.，2004，16,4337]。然而，本文的分析表明该相形成的原因应为体系中存在Mo空穴和O空穴，不利于巡游电子输运。因而形成了微小的磁畴区域，该区域的净磁化方向会在不同的易磁化方向间作热起伏。电子自旋的起伏时间很快，则超精细相互作用产生一个平均值，使分裂消失。另外，我们还调查了SFMO多晶粉末/聚合物复合材料的LFMR及磁学性能。

关键词：隧穿磁阻结构精修双钙钛矿结构金属多层膜磁学性能

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钙掺杂调控双钙钛矿结构阴极材料理化特性及电化学行为研究

钙掺杂调控双钙钛矿结构阴极材料理化特性及电化学行为研究

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作者：苏彦靖江苏大学

学位级别：硕士

双钙钛矿结构金属氧化物(LnBaCo2O5+δ,Ln=镧系元素)由于具有极高的氧表面交换和体扩散速率被认为是一种潜在的固体氧化物燃料电池（SOFCs）阴极材料。尤其是钴铜基双钙钛矿结构材料LnBaCoCuO5+δ,由于与SOFCs其它组件材料之间具有良好... 详细信息

双钙钛矿结构金属氧化物(LnBaCo2O5+δ,Ln=镧系元素)由于具有极高的氧表面交换和体扩散速率被认为是一种潜在的固体氧化物燃料电池（SOFCs）阴极材料。尤其是钴铜基双钙钛矿结构材料LnBaCoCuO5+δ,由于与SOFCs其它组件材料之间具有良好的热匹配性而受到了格外关注。目前提高该类材料的电化学性能是其实用化的关键。针对该问题,以NdBa1-xCaxCoCuO5+δ和Pr Ba1-x-x CaxCoCuO5+δ为研究对象,本论文系统探讨了钙掺杂对其理化特性及电化学行为的影响规律。主要结论如下:（1）NdBa1-x-x CaxCoCuO5+δ体系:钙掺杂能够降低NdBa1-x-x CaxCoCuO5+δ的晶胞体积和热膨胀系数,提高NdBa1-xCaxCoCuO5+δ的氧空位浓度和电子电导。钙掺杂能够显著提高NdBa1-xCaxCoCuO5+δ的电化学性能。如随着钙含量的增加,基于NdBa1-xCaxCoCuO5+δ的对称电池在700°C时的比表面极化阻抗（ASRs）由0.062Ω·cm2（x=0.0）降低至0.038Ω·cm2（x=0.3）,相应的单电池在800°C时的最大功率密度由1.42 W/cm2（x=0.0）增加至1.84 W/cm2（x=0.3）。（2）PrBa1-xCaxCoCuO5+δ体系:钙掺杂可以实现PrBa1-x-x Cax CoCuO5+δ的晶体结构由正交相（x=0.0）向四方相（x=0.3）的转变。相应的降低Co/CuO6八面体扭曲度和增加PrOδ层间距。钙掺杂会引起PrBa1-x-x Cax CoCuO5+δ氧含量和热膨胀系数的下降,电子电导的提高。钙掺杂可以显著提高PrBa1-xCaxCoCuO5+δ颗粒表面微结构的稳定性和电化学性能。如随着钙含量的增加,基于PrBa1-x-x CaxCoCuO5+δ的对称电池在700°C时的ASR从0.037Ω·cm2（x=0.0）降低至0.028Ω·cm2（x=0.3）,相应单电池在800°C的最大输出功率从1.47W/cm2（x=0.0）提高至2.04 W/cm2（x=0.3）,在700℃和0.7 V放电电压下工作100h后的电流密度保持率由82.2%（x=0.0）提升到94.7%（x=0.3）。PrBa1-xCax CoCuO5+δ表面结构稳定性和电化学性能的提升与钙掺杂能够降低其A位阳离子半径失配度,优化晶体微结构,增加氧空位含量和电子电导等因素密切相关。通过上述两个体系的系统研究,我们发现钙掺杂是提高钴铜基双钙钛矿结构阴极材料NdBa1-xCaxCoCuO5+δ和PrBa1-x-x CaxCoCuO5+δ电化学性能的有效方法。该类材料电化学性能的提高与具有较小离子半径的Ca2+部分取代Ba2+能够降低双钙钛矿结构阴极材料A位阳离子平均离子半径失配度,优化材料内部/表面微结构和化学缺陷等因素密切相关。相关研究结果有望为高性能SOFCs阴极材料的设计和开发奠定一定的实验和理论基础。

关键词：固体氧化物燃料电池阴极材料双钙钛矿结构氧催化还原电化学性能

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以双钙钛矿结构LiLaMgWO6为基质荧光粉的发光性质研究

以双钙钛矿结构LiLaMgWO6为基质荧光粉的发光性质研究

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作者：王启予延边大学

学位级别：硕士

目前，LED灯已应用在各种环境下的照明领域，是继白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯之后的第四代照明电光源，与传统照明灯相比，具有节能环保、寿命长、体积小、响应时间快、抗冲击性好等优点。LED具有显著的优势和巨大的市场前景，其... 详细信息

目前，LED灯已应用在各种环境下的照明领域，是继白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯之后的第四代照明电光源，与传统照明灯相比，具有节能环保、寿命长、体积小、响应时间快、抗冲击性好等优点。LED具有显著的优势和巨大的市场前景，其中，应用于植物照明的红光LED以及应用于日常照明的白光LED属于研究热门领域。　　在荧光粉掺杂离子中，由于Mn4+的2Eg→4A2g跃迁，荧光粉表现出深红光或远红光发射，其发射光谱与植物光敏色素PFR吸收光谱十分相似，所以Mn4+常被用做植物照明用荧光粉的激活剂。另一方面，由于稀土离子具有丰富的能级结构和良好的热稳定性，所以常用于白光LED的制作。基于此，本文以双钙钛矿结构的钨酸盐LiLaMgWO6(简称LLMW)作为基质，分别共掺了 Mn4+、Sm3+或Tm3+,Dy3+,Sm3+制备了多组荧光粉，研究了其结构、形貌、能量传递及发光性质等方面，结果如下:　　(1)LLMW:Mn4+荧光粉可以被270～550 nm范围内的光激发，发射峰出现在698 nm处，产生明亮的深红光发射，晶体场强度Dq与Racah参数B的比值(Dq/B)为3.2,说明Mn4+在LLMW基质中位于强晶体场环境当中;LLMW:Sm3+荧光粉可以被230～520 nm范围内的光激发,发射峰出现在564 nm、599 nm、648 nm以及710nm处，产生橙光发射;为了使荧光粉具有应用在植物照明领域的价值，将 Mn4+、Sm3+共掺制备了 LLMW:0.02 Sm3+,xMn4+(x=0.001,0.003,0.005,0.007和0.009)荧光粉，在紫外吸收光谱200～600 nm区域出现Mn4+和Sm3+的吸收峰，在405 nm激发下，其发光颜色稳定在橙红光区域，与植物光敏色素PR和PFR的吸收光谱有大面积重叠，说明该荧光粉具有植物照明应用的潜力。并测试了该样品的内量子效率，为63.2％,处于较高水平。根据LLMW:0.02 Sm3+,0.007Mn4+的变温光谱显示:在300～500 K之间荧光强度比与温度的倒数拟合结果良好，计算所得Sa和Sr在500 K时达到最大值，分别为0.018 K-1和3.5％K-1,说明该样品还具有应用于非接触式荧光测温的潜力。　　(2)当Tm3+,Dy3+,Sm3+掺杂在LLMW基质中时，在360 nm激发下,LLMW:Tm3+,Dy3+中存在Tm3+→Dy3+的能量传递过程，LLMW:Tm3+,Sm3+中存在Tm3+→Sm3+的能量传递过程。进一步测量了两组荧光粉中Tm3+的衰减曲线，随着Sm3+和Dy3+浓度的逐渐增大，Tm3+的衰减时间逐渐减小，证实了能量传递的存在。通过对比 LLMW:Tm3+(λem=456 nm)、LLMW:Dy3+(λem=575 nm)和LLMW:Sm3+(λem=648 nm)的激发光谱，发现Tm3+、Dy3+和Sm3+可以被360～370 nm范围内的光同时激发，所以选择365 nm作为激发波长，测试了Tm3+、Dy3+和Sm3+共掺杂荧光粉的发射光谱，所有荧光粉均处于白光区域内，其中，LLMW:0.01Tm3+,0.02Sm3+,0.005Dy3+在(0.3522,0.3201)处的点比其他样品更接近理想白光，在白光LED领域具有巨大潜力。

关键词：发光二极管钨酸盐双钙钛矿结构稀土掺杂能量传递发光性质

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掺杂SMM和SFM双钙钛矿结构SOFC阳极材料的制备及其电化学性能研究

掺杂SMM和SFM双钙钛矿结构SOFC阳极材料的制备及其电化学性能研究

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作者：罗贵成景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFCs)作为一种能够将储存在燃料中的化学能直接转化为电能的全固态装置,因其具有高燃料适用性、高效率和环境友好性,近年来受到世界各国的广泛关注。传统SOFCs镍基阳极虽具有良好的导电性、... 详细信息

固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFCs)作为一种能够将储存在燃料中的化学能直接转化为电能的全固态装置,因其具有高燃料适用性、高效率和环境友好性,近年来受到世界各国的广泛关注。传统SOFCs镍基阳极虽具有良好的导电性、高催化活性和低成本等优点。但直接使用碳氢化合物燃料,会造成严重积碳和硫中毒等问题。因此需要寻找合适的阳极替代材料。双钙钛矿型阳极(A2BB'O6)具有混合离子-电子电导(Mixed Ion-electron Conductivity,MIEC)、氧化还原稳定性、优异的耐硫性和抗积碳性,被用作直接在碳质燃料上运行的SOFCs替代阳极。但双钙钛矿型阳极存在着电导率不足和催化活性偏低等问题。本论文针对上述问题展开了讨论和研究。(1)首先采用 Sol-gel 法制备Sr2(MgMo)1-x/2MnxO6-δ(SMMMx)(x=0～0.6)阳极粉体,设计了电解质支撑型单电池SMMMx-GDC‖GDC‖YSZ‖GDC‖LSCF+GDC。比较Mn离子的掺杂对SMM材料晶体结构和电化学性能的影响。XRD结果表明:x=0.1、0.2时,在1300℃的空气气氛下能合成双钙钛矿相;经XPS分峰计算Mo5+/Mo6+和Mn3+/Mn4+含量,x=0.2时晶格氧空位浓度和容忍因子t均提高,表明氧离子电导率和晶体对称性都得到提高;SMMM0.2电池的电化学性能最佳,850℃时最大功率密度为224 mW/cm2,极化电阻为0.739 Ω·cm2。综上所述,B位Mn离子的掺入有助于提高SMM材料的电化学性能。(2)为进一步降低SOFCs工作温度,选取GDC替代了 YSZ作为电解质材料,并通过Sol-gel法合成电导率和催化活性更优的Sr2Fe1.5-xMnxMo0.5O6-δ(x=0～0.4)(SFMxM)阳极粉体,设计了 SFMxM-GDC‖GDC‖LSCF-GDC单电池,探究Mn离子在Fe位上掺杂带来的影响。XRD结果显示x=0.1、0.2时,SFMxM在1200℃的还原气氛下合成纯双钙钛矿相;经XPS分峰计算Fe2+/Fe3+和Mo5+/Mo6+含量,x=0.2时,晶格氧空位浓度和容忍因子t均提高,使其氧离子电导率和晶体对称性得到改善;TG-DTA结果表明SFM和SFM0.2M存在相同的失重区域和热效应,都有大量的氧损失为其提供足够的氧空位能力;电池SEM断面显示颗粒尺寸均为亚微米级的SFMxM和GDC相混合均匀,复合阳极呈现三维多孔结构可有效降低气体在电极中的扩散电阻;SFM0.2M电池的电化学性能最佳,800℃时最大功率密度值为192 mW/cm2,且阳极极化阻抗仅为0.049 Ω·cm2;因此B位Mn离子的掺入有助于提高SFM材料的电化学性能。(3)为进一步提高SFM材料的电化学性能,选取A位进行元素掺杂,通过Sol-gel 法合成 Sr2-xGdxFe1.5Mo0.5O6-δ(x=0～0.4)(SGxFM)阳极粉体,设计了SGxFM-GDC‖GDC‖LSCF-GDC单电池,探究A位Gd3+掺杂对SFM材料晶体结构和电化学性能的影响。XRD结果表明SGxFM在1200℃的还原气氛下合成双钙钛矿相,随着Gd3+掺杂量增多,衍射峰发生偏移,破坏了晶体结构;经XPS分峰计算SG0.1FM具有较高的Fe2+/Fe3+、Mo5+/Mo6+比和最大晶格氧空位浓度;随着Gd3+掺杂量的增加,SGxFM材料的容忍因子t值逐渐减小,晶体结构对称性逐渐减弱;TG-DTA结果也显示SG0.1FM有一个最高的氧损失量;通过电池SEM断面可观察复合阳极呈三维多孔结构,其中SGxFM和GDC相混合均匀,可为氢气等的解离、吸附等反应提供足够的TPB反应位点。综合电化学测试得出SG0.1FM阳极材料性能最优,800℃下最大功率密度为264 mW/cm2,阳极极化阻抗仅为0.021 Ω·cm2,表明A位Gd3+掺杂会影响B位元素变价获得可观的氧损失,从而提高电化学性能。

关键词：双钙钛矿结构晶体结构容忍因子催化活性电导率极化阻抗

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Cr3+掺杂双钙钛矿结构六氟化物宽带近红外发光材料的光学性能研究

Cr3+掺杂双钙钛矿结构六氟化物宽带近红外发光材料的光学性能研究

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作者：武梓轩广西大学

学位级别：硕士

近红外光因其具有高穿透性、无损伤、肉眼不可见等优点被广泛应用于无损检测、植物照明、夜视安检、虹膜识别、生物医学成像等领域。近红外荧光粉转换发光二极管(NIR pc-LED)具有光谱可调、运行寿命长、环保、体积小、效率高等优点，被... 详细信息

近红外光因其具有高穿透性、无损伤、肉眼不可见等优点被广泛应用于无损检测、植物照明、夜视安检、虹膜识别、生物医学成像等领域。近红外荧光粉转换发光二极管(NIR pc-LED)具有光谱可调、运行寿命长、环保、体积小、效率高等优点，被认为是目前很有前景的新型近红外光源。其中荧光粉的近红外发光性能决定了pc-LED的性能，因此，研发高性能的宽带近红外荧光粉则显得十分重要。过渡金属Cr3+离子在弱晶体场环境中产生宽带近红外发射，是理想的近红外激活离子。相对于目前被广泛研究的氧化物基质，氟化物的声子能量一般比较低，有利于提高近红外发光性能。因此，本论文以Cr3+为激活离子，以氟化物材料为基质，研究了Cr3+在氟化物基质中的近红外发光性质。研究结果如下所示：　　(1) 采用溶剂热法合成了具有宽带近红外发射的双钙钛矿结构氟化物荧光粉K2NaInF6:Cr3+，在439 nm激发下，产生峰值位于774 nm、半高宽为 116 nm、内量子效率(IQE)为 70.2%的宽带近红外发射。在高温下该基质中电子-声子耦合效应相对于其他材料而言较弱，所以 K2NaInF6:Cr3+表现出良好的热稳定性，150°C下的发射强度保持室温的78.3%。将荧光粉封装为pc-LED，获得了NIR输出功率为492.85 mW@1050 mA的大功率器件。利用该LED作为光源，实现了高分辨率的人体手部静脉成像，表明该材料具有潜在的应用价值。　　(2) 采用溶剂热法合成了同构双钙钛矿结构氟化物A2NaInF6:Cr3+(A=K,Cs)，XRD精修结果表明当A位阳离子换为较大的Cs+时，使得In-F键键长增加，键强减小，导致Cr3+占据的[InF6]八面体局部配位环境的结构刚性减小，从而导致热稳定性下降，此结论与氧化物基质中结构刚性对热稳定性的影响作用相同，证明了结构刚性的改变同样影响氟化物基质的热稳定性。　　(3) 基于阳离子取代策略合成了具有超高内量子效率(IQE=98.56%)的氟化物Cs2KSc0.83Ga0.1F6:0.07Cr3+，其超高效率主要源于结晶度的提高、吸收的增强、结构刚性的增强以及Stokes位移的减小的综合作用。将该荧光粉封装为pc-LED，40 mA驱动电流下其光电转换效率高达31.46%。最后使用该 LED 进行了在夜视安检、无损检测、智能识别和防伪领域的应用演示，表明该物质有广泛的应用前景。

关键词：发光二极管宽带近红外荧光粉六氟化物双钙钛矿结构掺杂改性铬离子光学性能

来源：评论

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新型GdBaFe2O5+δ基双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池电极材料的性能

新型GdBaFe2O5+δ基双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池电极材料的性...

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作者：张赢吉林大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种将燃料的化学能直接转换为电能的装置,具有能量转化率高、环境污染小等优点。更重要的是,SOFC可以直接把含碳类气体,比如煤气和天然气等气体燃料中的化学能转变为电能,且产物对环境无污染。因此,SOFC... 详细信息

固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种将燃料的化学能直接转换为电能的装置,具有能量转化率高、环境污染小等优点。更重要的是,SOFC可以直接把含碳类气体,比如煤气和天然气等气体燃料中的化学能转变为电能,且产物对环境无污染。因此,SOFC这种高效清洁的新能源技术已经成为了目前人们研究的重点之一。为了开发具有优异电化学性能的电极材料,本文研究了一种A位有序的层状氧缺位双钙钛矿结构GdBaFe2O5+δ（GBFO）对称电极材料,并通过在A位引入Ba2+缺位,进一步提高了该材料的电化学性能。采用溶胶-凝胶法分别在1000℃空气中和1050℃氢气中合成了GBFO双钙钛矿结构材料,该材料为四方结构,在不同气氛下合成的样品具有不同的氧空位,且氧空位的含量可以随着气氛环境的改变而改变。GBFO对称电极材料与常用的LSGM和SDC电解质具有良好的化学兼容性。TPD和TPR测试表明,GBFO电极材料随着温度的升高B位的铁离子会发生价态的转变,从而引入氧空位,提高了材料的催化活性。GBFO样品在30-900℃时在空气中和5%H2/Ar中的平均TEC值分别为15.3×10-66 K–1和15.1×10-6 K–1,略高于常用的LSGM电解质材料的热膨胀系数。通过引入SDC缓冲层,可以提高电极和电解质之间的热膨胀匹配性。同时SDC作为一种优异的氧离子导体,可以增加电极与电解质界面处的氧离子掺入率。GBFO电极材料在空气中的电导率为3–10 S cm–1,氢气中的电导率为4.1–24.4 S cm–1,高于很多已经报导的对称电极材料。电化学阻抗测试结果表明,GBFO电极材料在空气中的极化阻抗值优于很多已被报导的阴极材料。以GBFO作为对称电极,LSGM作为电解质制作的单电池,在以H2、合成气和CH4为燃料时均表现出较高的电化学性能;以含有H2S的合成气为燃料时,材料没有出现硫中毒现象,用CH4为燃料连续工作120 h并未发现电池有明显的性能衰减,且拉曼测试结果表明材料表面没有积碳,说明GBFO具有优良的抗碳耐硫性能。表明GBFO是一种优秀的SOFC对称电极材料。采用溶胶-凝胶法在1050℃氢气中合成了GdBaxFe2O5+δ（x=0.98和0.96;GBxFO）双钙钛矿结构阳极材料,该系列材料为四方结构,且随着A位缺位的增加,晶格体积收缩,材料中氧空位浓度增加。当x=0.96时,材料具有最大的氧空位。GBxFO阳极材料在氢气中具有较高的电导率,通过A位缺位可以提高材料的电导率,当x=0.98时材料具有最高的电导率,在850℃时电导率达到了33.7 S cm–1。高于很多已经报导的阳极材料。A位缺位几乎没有改变材料的热膨胀系数,同样通过引入SDC缓冲层,可以提高电极和电解质之间的热膨胀匹配性。电化学阻抗测试结果表明,GBxFO阳极材料的极化阻抗值随着缺位的增大逐渐减小,当x=0.96时,材料具有最小的极化阻抗,就700℃的极化阻抗值而言,GB0.98FO和GB0.96FO阳极材料相对于母体材料GBFO分别降低25.6%和34.1%。当GBxFO作为阳极时,LSGM作为电解质制作的单电池在以H2为燃料时表现出较高的电化学性能。通过引入缺位,单电池的最大功率密度均有所提高。当x=0.98时,单电池具有最高的功率密度,850℃时最大功率密度达到了1052mWcm–2。表明通过A位缺位,提高了阳极材料的催化活性。

关键词：固体氧化物燃料电池双钙钛矿结构对称电极阳极电化学性能稳定性抗碳耐硫

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双钙钛矿结构Sr2CoMoO6基材料用于固体氧化物燃料电池阳极

双钙钛矿结构Sr2CoMoO6基材料用于固体氧化物燃料电池阳极

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第16届全国固态离子学学术会议暨下一代能源材料与技术国际研讨会

作者：李帅孙春文陈立泉中国科学院物理研究所清洁能源前沿研究重点实验室中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室

固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种高效而环境友好的发电装置。钙钛矿结构氧化物由于具有结构稳定以及氧离子和电子混合电导特性,是SOFCs阳极有希望的替代材料。本文采用固相法合成了双钙钛矿结构的SrCoMoO,采用X射线衍射和热重分析研... 详细信息

固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种高效而环境友好的发电装置。钙钛矿结构氧化物由于具有结构稳定以及氧离子和电子混合电导特性,是SOFCs阳极有希望的替代材料。本文采用固相法合成了双钙钛矿结构的SrCoMoO,采用X射线衍射和热重分析研究了产物的结构特征,采用标准的直流四电极方法研究了材料电导率。将SrCoMoO作为固体氧化物燃料电池的阳极,分别用H和CH

关键词：固体氧化物燃料电池 Sr2CoMoO6 双钙钛矿结构

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