本文關(guān)鍵詞：高穩(wěn)定性質(zhì)子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)的制備及應(yīng)用

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【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)型,對(duì)于環(huán)保且可再生的氫能源的開發(fā)與利用變得極為重要,而質(zhì)子導(dǎo)體在這方面發(fā)揮著重要作用。摻雜的BaCe O3在高溫下有良好的質(zhì)子導(dǎo)電性,但在穩(wěn)定性方面的缺陷,嚴(yán)重了限制了它的工業(yè)化應(yīng)用,因此,在不影響導(dǎo)電性的前提下,最大限度地提高它的穩(wěn)定性,具有重大的意義。采用高溫固相反應(yīng)法,制備了添加Zn O燒結(jié)助劑的Ba Ce_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ)(BCY10)和Br摻雜的Ba Ce_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ),采用溶膠-凝膠法制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的Ba Ce0.8Y0.2O3-δ-BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ(BCY20-BZPY20)。通過(guò)XRD、SEM、交流阻抗等分析測(cè)試技術(shù)對(duì)材料的物相組成、微觀形貌、導(dǎo)電性能進(jìn)行了表征。同時(shí)測(cè)定了材料在CO2和沸水中的穩(wěn)定性。最后將材料應(yīng)用于阻抗型氫氣傳感器上,研究其對(duì)氫氣的敏感性能。ZnO燒結(jié)助劑的添加極大地改善了BCY10的燒結(jié)性能,燒結(jié)助劑的加入形式對(duì)BCY10的性能有所影響,其中添加Zn(NO3)2的BCY10(BCYZn2)具有更致密的結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明,燒結(jié)助劑的添加對(duì)BCY10在CO2氣氛下的穩(wěn)定性有所提高,而對(duì)其在沸水中的穩(wěn)定性影響不明顯。經(jīng)過(guò)1300℃燒結(jié),制得了結(jié)構(gòu)致密的BCY20-BZPY20核殼材料。由于BZPY20的添加導(dǎo)致電導(dǎo)率有所下降,但隨添加量的增加,材料在CO2和沸水中的穩(wěn)定性增強(qiáng),因此,BZPY20對(duì)BCY20的包裹極大地提高了BCY20的穩(wěn)定性。不同含量的Br摻雜的BCY10,均已形成完好且純凈的相。但Br的摻雜卻對(duì)材料的燒結(jié)起到了阻礙作用,隨著Br含量的增加,材料內(nèi)部的氣孔逐漸增多,電導(dǎo)率也有所降低。穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明,Br的摻入提高了BCY10在CO2中的穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)傳感器敏感性能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)在一定氫氣濃度氛圍內(nèi),傳感器的界面反應(yīng)阻抗隨氫氣濃度的增大而減小,具有較好的敏感性。
【關(guān)鍵詞】：質(zhì)子導(dǎo)體 BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ) 化學(xué)穩(wěn)定性 電導(dǎo)率 核殼結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB34;TQ116.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 文獻(xiàn)綜述10-21
• 1.1 鈣鈦礦質(zhì)子導(dǎo)體10-12
• 1.1.1 BaCeO_3系列材料10-11
• 1.1.2 BaZrO_3系列質(zhì)子導(dǎo)體11-12
• 1.2 高溫質(zhì)子導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.3 鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性13-15
• 1.4 高溫質(zhì)子導(dǎo)體的制備方法15-17
• 1.4.1 高溫固相法15-16
• 1.4.2 溶膠-凝膠法16-17
• 1.4.3 共沉淀法17
• 1.5 高溫質(zhì)子導(dǎo)體燒結(jié)助劑17-19
• 1.6 質(zhì)子導(dǎo)體在傳感器方面的應(yīng)用19-20
• 1.7 論文研究?jī)?nèi)容20-21
• 第2章 研究?jī)?nèi)容與方案21-27
• 2.1 研究目標(biāo)21
• 2.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 2.2.1 質(zhì)子導(dǎo)體的制備與性能21-22
• 2.2.2 材料穩(wěn)定性測(cè)試22
• 2.2.3 氫氣敏感性測(cè)試22
• 2.3 創(chuàng)新點(diǎn)22
• 2.4 技術(shù)路線22-23
• 2.5 藥品及儀器23-24
• 2.6 研究方案24-27
• 2.6.1 固體電解質(zhì)的制備24-25
• 2.6.2 固體電解質(zhì)的性能25-27
• 第3章 ZnO燒結(jié)助劑對(duì)BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3?δ) 的影響27-37
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分27
• 3.2 結(jié)果與討論27-35
• 3.2.1 體積密度及致密性分析27-28
• 3.2.2 BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ) 的相組成分析28-29
• 3.2.3 BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ) 的微觀結(jié)構(gòu)表征29-30
• 3.2.4 BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ) 的電性能分析30-32
• 3.2.5 BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ) 的化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試32-35
• 3.3 小結(jié)35-37
• 第4章 BCY20-BZPY20核殼結(jié)構(gòu)材料的制備及性能37-49
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分37-38
• 4.1.1 核材料BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(3-δ) 的制備37
• 4.1.2 核殼材料BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(3-δ)-BaZr_(0.7)Pr_(0.1)Y_(0.2)O_(3-δ) 的制備37-38
• 4.2 結(jié)果與討論38-48
• 4.2.1 BCY20-BZPY20粉末前驅(qū)體的性能分析38-39
• 4.2.2 BCY20-BZPY20燒結(jié)體的性能分析39-48
• 4.3 小結(jié)48-49
• 第5章 Br摻雜的BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ) 的制備及應(yīng)用49-62
• 5.1 實(shí)驗(yàn)部分49-50
• 5.1.1 電解質(zhì)的制備49
• 5.1.2 阻抗型氫氣傳感器的制備49-50
• 5.2 結(jié)果與討論50-61
• 5.2.1 BaCe_(0.9)Y_(0.1)Br_xO_(3?δ-x/2) 的物相組成50-51
• 5.2.2 BaCe_(0.9)Y_(0.1)Br_xO_(3?δ-x/2) 的微觀結(jié)構(gòu)表征與分析51-53
• 5.2.3 BaCe_(0.9)Y_(0.1)Br_xO_(3?δ-x/2) 的電性能分析53-56
• 5.2.4 BaCe_(0.9)Y_(0.1)Br_xO_(3?δ-x/2) 穩(wěn)定性分析56-57
• 5.2.5 傳感器氫敏性能57-61
• 5.3 小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 致謝69-70
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介70-71
• 作者簡(jiǎn)介71-72
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集72

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