钆镍钙共掺杂氧化铈薄膜文献综述(2)

为了防止由于有机物质的挥发而导致的共烧结过程中的裂缝和空洞,在施加下一层膜之前干燥每层膜。实验的干燥温度达到420℃时,反复涂布五层,可以顺


为了防止由于有机物质的挥发而导致的共烧结过程中的裂缝和空洞,在施加下一层膜之前干燥每层膜。实验的干燥温度达到420℃时,反复涂布五层,可以顺利制出表面稍显粗糙但是高致密度的SDC膜。使用Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)-SDC复合型阴极,当这种阴极基于厚度约为15μm左右的Sm0.2Ce0.8O1.9 (SDC)电解质薄膜时可以让电池获得更好的电池性能。实验温度达到600℃和650℃时,电池的功率上限分别为648 mW/cm2和869 mW/cm2。在开路情况下分析阻抗谱,对体系阻抗影响最显著的是电池本身的界面阻抗。界面与欧姆阻抗的激活能分别为99.5和54.3kJ / mol。当使用BSFC作为阴极时此复合阴极在基于制备的厚度约为18μm左右的Sm0.2Ce0.8O1.9 (SDC)电解质薄膜,仍然在600℃以及650℃下,测出的最大功率分别为733 W / cm2和1085mW / cm2(单电池)。分析SDC电解质膜的离子与电子阻抗和电池的界面阻抗。发现很多因素都随着温度有线性变化,随着温度的升高,离子以及电子的电导率都在增加。温度设置为650℃时,离子电导率和电子电导率分别为为3.34×10-2 S / cm 和0.60×10-2S / cm。当温度升高时,电解质薄膜的离子迁移数目反而会下降。电池的最终性能受到电池极化损失的影响是大于欧姆损失带来的影响,这从最终不同电池电压所测算出的阻抗数据谱图可以分析得出。

由于其具有优异的氧气储存/释放能力,CeO2作为催化剂或金属催化剂的载体广泛应用于工业催化中。二氧化铈担载的Ag催化剂[11] 被广泛的应用于汽车尾气的处理和一些重要的催化反应中,例如:一氧化碳的选择性氧化、CH4的氧化、HCHO的氧化分解。从所谓的“模型催化剂”入手,利用扫描隧道显微镜,X射线光电能谱以及低能电子衍射等多种分析技术,分析银与二氧化铈载体表面互相作用的根本原因,催化剂本身的微观物化结构和稳定性等各个方面的影响因素。对有序规则整齐的CeO2(111)薄膜表面在负载了Ag的纳米颗粒之后的表层样貌,微观电子结构外加热稳定性一一分析研究。实际情况中的催化反应,CeO2在负载了Ag纳米颗粒之后全都是因为在后续的烧结中逐渐失去了后续所需的催化活性。

为了提高金属催化剂的稳定性,可以向催化剂中添加另一种金属以改善其热稳定性。另外,由于协同效应,CeO2负载的双金属催化剂显示出比CeO2负载的单金属催化剂更高的催化活性。然而,第二金属如何提高第一金属的稳定性和活性的机制对于氧化铈支撑的双金属催化剂仍然不是很清楚,且存在较多争议。为了深入了解CeO2负载的Ag和第二种金属在原子水平上的协同机理,实验制备了原位CeO2负载的Cu-Ag和Zr-Ag双金属催化剂,并采用XPS以及STM研究了Zr、Cu与CeO2之间的相互作用及其对CeO2负载的Ag纳米颗粒相互作用[12-13] 的影响。以六水合硝酸铈、氧化钆与乌洛托平(C6H12N4)反应合成氧化钆掺杂纳米氧化铈(Ce0.8Gd0.2O1.9,GDC)母液[14]。继续对前驱体进行扫描隧道显微镜,X射线光电能谱,低能电子衍射,动态光散射研究。X射线衍射结果显示该粉体具有氧化铈的立方型结构特征峰,BET比表面积法结果表明粉体比表面积为68m2/g,等效粒径[15]约为12nm,在不同温度下的烧结实验结果粉体具有良好的烧结活性。用浸渍-拉伸法在多孔NiO-YSZ阳极基底上制备GDC电解质薄膜,并利用场发射扫描电子显微镜研究薄膜的烧结行为,薄膜在1300℃等温烧结后实现完全致密化。

在锂-氧(Li-O2)电池中,据信过氧化锂(Li2O2)以电化学方式形成厚度小于10nm的薄膜,由于电荷传输限制而导致容量限制[16]。在这里,我们在与二氧化铈纳米颗粒(CeO2 NP)结合的三维碳纳米管(CNT)电极上显示具有约60nm厚度的意外的Li 2 O 2膜生长。由于CeO2纳米颗粒与活性氧物质(如O2和LiO2)的强结合,CeO2纳米颗粒有利于Li2O2表面成核。随后的膜生长导致约40nm的厚度(截止电势为2.2V,相对于Li / Li+),随着添加微量的增加溶液自由能的H2O,其进一步增加至约60nm。这表明溶剂化的超氧化物物质(LiO2(sol))参与沉淀在现有的Li2O2膜上以通过歧化形成较厚的膜。通过比较仅由LiO2(溶胶)形成的环形Li2O2,由LiO2(溶胶)沉积后由表面介导的成核/薄膜生长形成的厚Li2O2膜提供了更高的可逆性和充电期间快速表面分解的益处。