29107.摻雜對ybaco4o7的氧吸附脫附影響及透氧性能研究

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyontheoxygenadsorption／desorptionpropertiesofdopedYBaC0407anditsoxygenpermeationabilityBySumeiZhangSupervisor：XingHu，HongzhangSongCondensedMatterPhysicsPhysica

2、lEngineeringCollegeMay2011摘要摘要鈣鈦礦結(jié)構(gòu)混合導體氧化物材料是一類得到廣泛應(yīng)用和研究的功能材料，也是目前研究較多的一種氧分離材料。它們的氧含量與環(huán)境氧分壓、溫度存在一個平衡關(guān)系?；旌蠈w氧化物中存在的氧缺陷使氧離子可以在晶格中擴散遷移，這種氧擴散行為是它們在透氧膜材料、氧傳感器、燃料電池電極材料和電解質(zhì)材料應(yīng)用的基礎(chǔ)。YBaC0407(簡稱114相)氧化物是一類新近合成的混合導體氧化物。研究發(fā)現(xiàn)，當在含氧氣氛

3、(空氣、氧氣)中升溫時，從室溫加熱到1000℃時，YBaC0407會經(jīng)歷兩個奇異的氧吸附和脫附過程。YBaC0407氧吸附／脫附性能與其晶格結(jié)構(gòu)及Co離子的可變價性密切相關(guān)。其中中低溫(200450℃)的氧吸附脫附及滲透擴散行為在其他混合導體氧化物中是比較少見的。這使這種材料在氧分離方面有很大的潛在應(yīng)用價值。本文對YBaC0407摻雜的研究主要期望增大材料在中低溫區(qū)的氧吸附性能，以及在不明顯改變材料性能的情況下盡量降低材料的成本。實驗中

4、用XRD研究了對Y位Zr、Tb摻雜及對Co位Fe、Ni摻雜時樣品的成相情況，用熱重法研究了摻雜后樣品的氧吸附脫附性能。熱重結(jié)果顯示，對YBaC0407進行Y位Zr、Tb高價元素摻雜后，Yo9zro1BaC0407、Vo50Tbo50BaC0407樣品的中低溫區(qū)的氧吸附性能提高了；通過合理改變氧分壓和原料可以制備出YBaC02Fe207，用鐵替代鈷有效地降低了材料的成本，但是其氧吸附量降低了，反而對應(yīng)用不利。對Co位進行Ni摻雜時，樣品的