非化学计量组成Ba_(1.03)Ce_(0.5)Zr_(0.4)La_(0.1)O_(3-α)的化学稳定性和离子导电性

摘要：

用高温固相反应法合成了非化学计量组成的Ba_(1.03)Ce_(0.5)Zr_(0.4)La_(0.1)O_(3-α)质子导体.粉末X射线衍射(XRD)结果表明,该材料为单一钙钛矿型BaCeO_3斜方晶结构,在高温下、CO_2或水蒸气气氛中具有较高的稳定性.扫描电子显微镜(SEM)观察分析表明,材料经1550℃烧结20 h非常致密.在500～900℃温度范围内,用交流阻抗谱技术测定了材料在湿润氢气和湿润空气气氛中的电导率;用气体浓差电池方法测定了材料在湿润氢气、湿润空气气氛中和氢-空气燃料电池条件下的离子迁移数,研究了材料的离子导电特性,并与化学计量组成的Ba_(1.03)Ce_(0.5)Zr_(0.4)La_(0.1)O_(3-α)材料进行了比较.结果表明,在500～900℃温度范围内、湿润氢气气氛中,Ba_(1.03)Ce_(0.5)Zr_(0.4)La_(0.1)O_(3-α)材料的质子迁移数为1,是一个纯质子导体.在湿润空气气氛中,材料的氧离子迁移数为0.688～0.170,质子迁移数为0.218～0.017,是一个氧离子、质子和电子空穴的混合导体.在氢-空气燃料电池条件下,材料的离子(氧离子+质子)迁移数为0.990～0.796,是一个氧离子、质子和电子的混合导体.与化学计量组成的Ba_(1.03)Ce_(0.5)Zr_(0.4)La_(0.1)O_(3-α)材料相比较,在相同实验条件下非化学计量组成的Ba_(1.03)Ce_(0.5)Zr_(0.4)La_(0.1)O_(3-α)材料具有较高的电导率和离子迁移数.

关键词：Ba_(1.03)Ce_(0.5)Zr_(0.4)La_(0.1)O_(3-α)、非化学计量性、化学稳定性、离子导电性

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分类号：O6(化学)

资助基金：国家自然科学基金20771079;江苏省教育厅青蓝工程项目;江苏省高校自然科学基金07KJB150126

在线出版日期：2010-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：276-282