金屬摻雜改性鈣鈦礦ABO3氧化物 定制試劑廠家

鈣鈦礦復(fù)合氧化物具有晶體結(jié)構(gòu)，經(jīng)摻雜后形成的晶體缺陷結(jié)構(gòu)和性能，應(yīng)用于固體燃料電池、固體電解質(zhì)、傳感器、高溫加熱材料、固體電阻器及替代貴金屬的氧化還原催化劑等諸多領(lǐng)域，成為化學(xué)、物理和材料等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。   

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)通式可用ABO3來表達(dá)，晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系，是一種復(fù)合金屬氧化物。A 位離子：一般為堿土或稀土離子rA>0.090nm；B位離子：一般為過渡金屬離子rB>0.051nm。   

的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料為CaTiO3，其晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)為氧八面體共頂點(diǎn)連接，組成三維網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)Pauling的配位多面體連接規(guī)則，此種結(jié)構(gòu)比共棱、共面連接穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下圖2所示。

（1）共頂連接使氧八面體網(wǎng)絡(luò)之間的空隙比共棱、共面連接時(shí)要大，允許較大尺寸離子填入，即使產(chǎn)生大量晶體缺陷，或者各組成離子的尺寸與幾何學(xué)要求有較大出入時(shí)，仍然能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；并有利于氧及缺陷的擴(kuò)散遷移。   

（2）鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中的離子半徑匹配應(yīng)滿足下面關(guān)系式：

式中RA、RB、RO分別A、B、O的離子半徑，t 稱為容差因子（Tolerance Factor）。t =1時(shí)為的結(jié)構(gòu)，此時(shí)A、B、O離子相互接觸。結(jié)構(gòu)只有在t接近1或高溫情況下出現(xiàn)。   

（3）t=0.77~1.1之間時(shí)，ABO3化合物為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)；t < 0.77 時(shí)，以鐵鈦礦形式存在；t>1.1時(shí)，以方解石或文石型存在。   

（4）A、O離子半徑比較相近，A與O離子共同構(gòu)成立方密堆積。   

（5）正、負(fù)離子電價(jià)之間應(yīng)滿足電中性原則，A、B位正離子電價(jià)加和平均為（+6）便可。   （6）由于容差因子 t 范圍很寬及A、B離子電價(jià)加和為（+6）便可， 使結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的適應(yīng)性，可用多種不同半徑及化合價(jià)的正離子取代A位或B位離子。  

（6） 簡(jiǎn)單的：A1+B5+O3，A2+B4+O3，A3+B3+O3  

復(fù)雜的：A（B¢1-xB²x）O3，（A¢1-xA²x）BO3，（A¢1-xA²x）（B¢1-yB²y）O3

圖2 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 
鈣鈦礦型復(fù)合氧化物的制備

機(jī)械球磨法 機(jī)械球磨法屬于固相法的一種，其通常做法是按化合物組成計(jì)量比例投入相應(yīng)的碳酸鹽、乙酸鹽或者對(duì)應(yīng)的鹽以及適量草酸在球磨機(jī)中研磨，充分反應(yīng)得前驅(qū)體，移出干燥處理后經(jīng)煅燒即得樣品。  

 機(jī)械球磨法特點(diǎn)是：

（1）可以在常溫下進(jìn)行，降低克服了高溫固相法的一系列問題。

（2）可以制備具有大的比表面積和表面性質(zhì)的催化劑用粉體，因?yàn)榍蚰タ梢允咕w產(chǎn)生大量缺陷，有利于催化性能的。   目前國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，通過機(jī)械球磨法制備的催化劑粉體比表面積均在20m2/g以上。  

共沉淀法 共沉淀法是通過使溶液中已經(jīng)均勻的各個(gè)組分按化學(xué)計(jì)量比共同沉淀出前驅(qū)物，再把它煅燒分解制備出細(xì)粉體。

  共沉淀法特點(diǎn)是可以制備均勻、分散的前驅(qū)體沉淀顆粒，所制備的鈣鈦礦氧化物粉體具有較高的比表面積和反應(yīng)活性。   

目前，用改進(jìn)的化學(xué)共沉淀法制備PLZST反鐵電陶瓷材料前驅(qū)體，與固相法合成條件比較，具有、組分均勻、合成溫度低等特點(diǎn)。   

溶膠-凝膠法 溶膠-凝膠法是制備微顆粒的一種濕化學(xué)方法。此法一般采用有機(jī)金屬醇鹽為原料，通過水解、聚合、干燥等過程得到固體的前驅(qū)物，經(jīng)適當(dāng)熱處理得到納米材料。采用溶膠-凝膠法合成BaZr0.9Y0.1O3-δ（BZY）、BaCe0.2Zr0.7Y0.1O3-δ（BZY），將其用于固態(tài)質(zhì)子傳導(dǎo)電池中，在常壓下以氮?dú)夂蜌錃鉃樵虾铣砂睔猓钡谋犬a(chǎn)率可達(dá)2.93×10-9mol?s-1?cm-2。   

溶膠-凝膠法特點(diǎn)是制備的鈣鈦礦氧化物粉體具有、粒度均勻細(xì)小、燒結(jié)溫度低、反應(yīng)過程易于控制等特點(diǎn)。

其他合成方法

（1）脈沖激光沉積法 利用脈沖激光沉積法可以制備用于固體氧化物燃料電池陰極材料的La1-xSrxMnO3，通過控制沉積條件可以得到較低的表面粒子密度，同時(shí)在室溫下也有較好的離子電導(dǎo)率。   

（2）陰極還原電化學(xué)沉積 利用陰極還原電化學(xué)沉積的方法，在Pt電極上制備自摻雜非整比化合物La1-xMnO3+δ。該方法因電子參加反應(yīng),產(chǎn)物純度較高，并可通過調(diào)節(jié)電位或電流密度控制組成及顆粒大小。  

 （3）自蔓延高溫合成法 目前，國(guó)內(nèi)研究者采用自蔓延高溫合成法設(shè)計(jì)了4類共9個(gè)化學(xué)反應(yīng)制備出固體氧化物燃料電池（SOFC）陰極材料，并與固相法等傳統(tǒng)制備方法比較，自蔓延高溫合成在合成時(shí)間、耗能、產(chǎn)物粒度、比表面積、燒結(jié)活性等方面具有特點(diǎn)，能降低材料制備成本，有利于推動(dòng)SOFC的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。 

上述產(chǎn)品齊岳生物均可供應(yīng)，用于科研！

wyf 03.03