新型氧离子导体La（MoGa）O的合成及其电性能

摘要

钼酸镧(La<,2>Mo<,2>O<,9>)是最近被报道的一种新型的氧离子导体，即使不掺杂低价金属阳离子，其晶格内部也具有相当数量的氧空位，在600～800℃中温范围具有高于稳定化ZrO<,2>的氧离子电导率。 本研究通过溶胶一凝胶法合成了La<,2>Mo<,2>O<,9>样品，采用交流阻抗谱、气体浓差电池等方法研究了该样品的离子导电特性。实验结果显示，该样品为单一立方相结构。氧浓差电池电动势的实测值与理论值吻合得很好，氧离子迁移数为1，表明该样品在该温度下氧气气氛中为一纯氧离子导体，1000℃时样品的氧离子电导率为0.03S·cm<'-1>。 本研究还通过高温固相反应法首次合成了La<,2>(Mo<,1-x>Ga<,x>)<,2>O<,9-α>(x=0.05，0.10，0.15，0.20)系列样品。XRD结果表明，该系列样品均为单一立方相La<,2>Mo<,2>O<,9>结构。以样品为固体电解质、多孔性铂为电极，采用交流阻抗谱、气体浓差电池、氧泵等方法研究了各样品在600～1000℃下各种气氛中的离子导电特性。结果表明，氧浓差电池电动势的实测值与理论值吻合得很好，氧离子迁移数为1，表明该系列样品在该温度下氧气气氛中为纯氧离子导体：氧泵(氧的电化学透过)实验结果进一步证实了该系列样品在氧气气氛中为纯氧离子导体；在氧分压pO<,2>=10<'-5>～10<'5>Pa的高氧分压气氛中，电导率与氧分压变化基本无关，表明在该氧分压范围样品为纯离子导体，这与氧浓差电池电动势测定结果相吻合；在低氧分压为10<'-5>～10<'-15>Pa范围，总电导率随氧分压降低而稍有升高，表明在该氧分压范围样品为氧离子与电子的混合导体。在600～1000℃下氧离子电导率>10<'-2>S·cm<'-1>，显著高于母体La<,2>Mo<,2>O<,9>的氧离子电导率，1000℃时La<,2>Mo<,1.8>Ga<,0.2>O<,9>的最大氧离子电导率为0.07 S·cm<'-1>。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1-1新型无机材料

§1-2新型能源材料

§1-3氧离子固体电解质

§1-4新型氧离子固体电解质-钼酸镧

§1-5本论文的研究意义和主要内容

第二章La2Mo2O9的溶胶-凝胶法合成及其电性能

§2-1引言

§2-2实验部分

§2-3结果与讨论

§2-4小结

第三章新型氧离子导体La2(Mo1-xGax)2O9-α的合成及其电性能

§3-1引言

§3-2实验部分

§3-3结果与讨论

§3-4小结

总结

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢