钾稀土钨青铜的制备及电性能研究

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.本文采用稀土多元渗法对具有Keggin结构的5种含过渡金属的多金属氧酸盐Kn [SiX3(OH2)3W9O37] (n=7或10,X= Cu3+,Fe3+,Co3+, Mn2+和AI3+)在550℃、600℃、650℃和700℃条件下,用含Nd、La和Ce的溶液作渗剂制备稀土钨青铜,并经XRD验证所制备的稀土钨青铜为四方型。探讨了不同扩渗温度、不同稀土渗剂、不同扩渗时间对稀土钨青铜制备的影响,得出不同前驱体制备稀土钨青铜的最佳工艺条件:分别以Kn [SiX3(OH2)3W9O37]为前驱体,扩渗时间均为4 h;温度分别为700℃,650℃,600℃,550℃和500℃;不同的稀土渗剂对稀土钨青铜的制备基本无影响。用X光电子能谱(XPS)对扩渗后得到的稀土钨青铜中各元素的电子结合能进行了分析。测试结果表明:微量Nd、Ce和La稀土元素均可渗入到所制备的稀土钨青铜中,并均以正三价存在;W以W6+和W5 +混合价态存在,从而使整个化合物达到电荷平衡。用TG-DTA对所制备的稀土钨青铜进行了热稳定性测试,TG在温度较低时曲线为平滑的直线,无失重现象,DTA在400℃~600℃之间出现较宽分解强峰,是低价态W在高温空气中被氧化的结果,稀土钨青铜在400℃以下热稳定性良好。用四电极法分别对稀土多元渗得到的稀土钨青铜进行了导电性测试。结果表明,室温下含La渗剂得到的K0.57La0.0062WO3电导率最高为2.03S·cm-1,含Ce渗剂得到的K0.59Ce0.0014WO3电导率最高为0.0834 S·cm-1。而不含稀土离子渗剂得到的钨青铜的电导率为0.206×10-3S·cm-1;其电导率随温度的升高有两个变化过程,室温到300℃电导率呈随温度升高而升高,而300℃到400℃电导率随温度升高而降低。
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