La2(Mo1-xVx)2O9-a的制備、導電性及應用.pdf

1、氧離子固體電解質(zhì)因在固體氧化物燃料電池(SOFC)、氧傳感器、溫度傳感器、透氧膜等方面有著廣泛的應用而倍受關(guān)注。2000年,Lacorre等人報道的一種新型氧離子導體鉬酸鑭(La2Mo2O9),即使不摻雜低價金屬陽離子,其晶格內(nèi)部也具有相當數(shù)量的氧空位,同等條件下具有高于氧化釔穩(wěn)定的二氧化鋯(YSZ)的氧離子電導率,這引起了人們極大的興趣。但其在853 K左右因發(fā)生高溫立方相向低溫單斜相的相變過程,使電導率下降近兩個數(shù)量級,因此,在實際

2、應用中受到很大限鋁制。
　　 近年來,大量的研究工作集中在La2Mo2O9不同位置摻雜,抑制相變的發(fā)生及提高電導率。至今,雖有少數(shù)關(guān)于在La2Mo2O9的Mo位摻雜V5+離子的研究報道,但離子導電性及影響離子導電性因素的研究尚不深入,尤其是至今尚未見到其質(zhì)子導電性的報道。
　　 本文采用固相法、溶膠-凝膠法合成了系列陶瓷樣品La2(Mo1-xVx)2O99-α(X=0,0.02,0.04,0.06,0.08),采用氣體濃

3、差電池、電化學阻抗等電化學方法系統(tǒng)地研究了該系列樣品在823-1123 K下、不同氣氛中的離子導電性及其變化規(guī)律。
　　 本論文的主要研究工作及結(jié)果如下:
　　 一、采用固相反應法制備了具有La2Mo2O9晶相的陶瓷樣品。在干燥及濕潤的氧氣氣氛中,La2Mo2O9陶瓷樣品幾乎為純的氧離子導體,而質(zhì)子導電性可忽略不計。1123 K時空氣氣氛中,陶瓷樣品的氧離子電導率為0.045 S cm-1。
　　 二、采用固相法

4、、溶膠-凝膠法制備了La2(Mo1-xVx)2O9-α(x=0.02,0.04,0.06,0.08)系列陶瓷樣品,研究發(fā)現(xiàn):
　　 1、所有陶瓷樣品均完全抑制了La2Mo2O9的相變,將β-La2Mo2O9的立方相穩(wěn)定到了室溫。
　　 2、在干燥及濕潤的氧氣氣氛中,所有陶瓷樣品均為純氧離子導體,幾乎沒有質(zhì)子導電性。
　　 3、所有陶瓷樣品在高氧分壓氣氛中為純的氧離子導體,低氧分壓氣氛中為氧離子與電子的混合導體。<

5、br>　　 4、隨著摻雜量x的增大,氧離子電導率先增大后降低,大小次序為:σ(x=0.02)<σ(x=0.08)<σ(x=0.06)<σ(x=0.04)。x=0.04的樣品具有最大的電導率,在1123 K下氧氣中的氧離子電導率為0.051 S cm-1。
　　 5、氧離子電導率的變化次序與晶胞自由體積的變化次序完全一致,表明較大的自由體積有利于氧離子的傳輸和氧離子電導率的提高。
　　 6、在相同溫度下,固相法和溶膠-凝