【摘 要】
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纳米材料问世以来,一直是世界各国研究人员关注的焦点,已经被广泛应用到医疗、能源、催化、环境保护等诸多领域。纳米材料相对于常规的宏观块体材料会出现一些全新的纳米效应,在纳米科学中不断取得的重大突破表明它将会对科研以及生产生活造成颠覆性的影响,也正因此,对纳米材料制备方法的改进及其微观结构和性质的研究具有重要意义。本文利用不同的方法制备了堇青石材料、一维La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ
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纳米材料问世以来,一直是世界各国研究人员关注的焦点,已经被广泛应用到医疗、能源、催化、环境保护等诸多领域。纳米材料相对于常规的宏观块体材料会出现一些全新的纳米效应,在纳米科学中不断取得的重大突破表明它将会对科研以及生产生活造成颠覆性的影响,也正因此,对纳米材料制备方法的改进及其微观结构和性质的研究具有重要意义。本文利用不同的方法制备了堇青石材料、一维La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（LSCF）纳米纤维以及BaZr0.8Y0.2O3-δ（BZY）纳米纤维,并分别对它们的性质和应用进行了研究,主要研究内容如下:1、通过溶胶-凝胶法制备了晶粒为纳米尺寸的堇青石材料,并对堇青石的微观结构、散热和光谱吸收特性进行了详细表征。研究表明,堇青石同时兼具在可见光波段可以将太阳辐射的热量反射出去以及保持红外波段的高发射率这两种优点,因此堇青石是理想的日间辐射冷却材料。在金属板散热实验中,覆盖堇青石的金属板具有更快的散热速率以及更低的加热温度,也证实了其在日间条件下优异的散热性能。2、La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ是一种常用的中低温固体氧化物燃料电池阴极材料,利用静电纺丝制备了LSCF纳米纤维,并对其微观结构、元素组成和电磁性质进行了研究。LSCF纳米纤维表现出明显的半导体特征,其正负磁阻转变温度范围为240-260 K,并讨论了波函数收缩效应和弱局域化效应对正负磁阻转变的影响。磁性研究讨论了铁磁性以及自旋玻璃态的产生。该工作表明LSCF纳米纤维在不同温度和磁场下具有不同的电子传导行为,对基于LSCF为阴极的固体氧化物燃料电池的设计具有重要的参考意义。3、纳米纤维结构的燃料电池阴极材料具有优良的透气性、更快的电荷转移速率和更长三相边界,从而使燃料电池具有更好的稳定性以及更优异的电化学性能。通过静电纺丝法制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ和BaZr0.8Y0.2O3-δ的纳米纤维复合阴极材料,700°C时峰值功率密度为1105 m W cm-2,极化电阻仅为0.041Ωcm2,相比与常规粉体电极燃料电池的电化学性能得到了极大的提高,也为制备高质量的固体氧化物燃料电池的电极材料提供了更多的途径。
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