物理化学傅献彩00章_绪论.ppt

“ ” “ ” RBaCo4O7(R = Y、Er等)的低温合成及电输运性能研究 指导教师：裴健 小组成员：覃中正 石英辛 任俊伟 主要内容 立项背景 项目简介 特色与创新 项目方案 经费使用情况 中期及结题目标 预期进度 立项背景 随着世界经济高速发展，能源环境问题日益突出，能源短缺使低品位热能的开发利用显得愈发重要。同时，传统制冷剂相继被淘汰，研发一项性能优越、对环境无害的制冷技术已成为重要课题。 图片一 图片二 立项背景 热电材料 一种通过固体内部载流子运动来实现热能和电能直接转换的功能材料，由其制备的热电器件可捕捉流失的低品位热能并将其转化为高品位电能。 目前具有较高品质因子的热电材料大多是金属的合金与化合物，将这些材料用于废热的热电发电等场合会带来一系列问题（如熔点较低，易分解，不适宜于在氧化环境中使用） 立项背景 RBaCo4O7材料的高温热电性能较好，是前景甚好的高温氧化物热电材料。但目前合成RBaCo4O7 所用的固相法合成温度高，耗能大且产物形貌尺寸难以调控。 近年研究表明：材料粉体的形貌尺寸、维数均对材料性能有重要影响，如能调控RBaCo4O7微观形貌，必能进一步提高其电学性能和电化学性能。 立项背景 基于以上考虑，本实验致力于采用熔盐法和溶胶-凝胶法结合高压静电纺丝技术在较低温度下制备形貌优异、高性能的低维纳米/亚微米级RBaCo4O7，。 通过调试不同的稀土元素，研究该材料形貌、结构、维数与电学性能及电化学性能的关系，为高性能RBaCo4O7材料的制备和应用提供理论和实验依据。 项目实施方案 (1) 采用熔盐法合成具有纳米/亚微米级RBaCo4O7粉体，研究熔盐体系、合成温度、合成时间等工艺参数对RBaCo4O7粉体纯度及形貌的影响； (2) 采用溶胶-凝胶法结合高压静电纺丝技术合成具有分级结构的一维RBaCo4O7粉体，研究纺丝工艺条件（溶剂配比、溶质浓度、纺丝电压、纺丝速率等）和烧结工艺条件（烧结温度、升温速率、保温时间等）对RBaCo4O7晶体结构及形貌的影响，探讨其晶体生长机理； (3) 利用XRD、SEM、TEM和HRTEM等手段分析材料相组成、形貌和界面微结构； (4) 对RBaCo4O7材料进行电学性能和电化学性能测试，研究不同稀土元素、粉体形貌对材料电输运性能的影响。 高压静电纺丝技术制备YBaCo4O7粉体的工艺流程图 熔盐法制备YBaCo4O7材料的工艺流程 项目特色与创新 (1)创新一： 首次采用熔盐法制备RBaCo4O7纳米/微米级粉体； (2) 创新二：首次采用溶胶-凝胶法结合高压静电纺丝法技术构筑具有分级结构的一维RBaCo4O7纳米粉体； (3) 特色：在较低温度下合成RBaCo4O7粉体并调控其颗粒尺寸及形貌，研究RBaCo4O7的结构、形貌、维数对其电输运性能的影响。 预期进度 本项目执行时限为一年 第一阶段(2014.4-2014.5) 查阅相关资料、文献，准备实验所需仪器和药品，完成各项实验准备工作； 第二阶段(2014.6-2015.1) 分别采用用熔盐法和溶胶-凝胶法结合高压静电纺丝法技术制备纳米/微米级及具有一维分级结构的RBaCo4O7粉体，优化合成工艺，研究影响其晶体结构、形貌、尺寸的工艺参数，探讨其晶体生长机理； 第三阶段(2015.2-2015.4) 评价材料的电学性能及电化学性能，分析材料组成-结构-电输运性能之间关系； 第四阶段(2015.5-2015.6) 对前期的工作进行全面、认真地分析总结，撰写结题报告。 中期及结题目标 中期预期目标： (1) 确定实验体系，采用熔盐法合成出RBaCo4O7纯相粉体，优化工艺参数，将合成温度降低100摄氏度以上； (2) 采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术合成出RBaCo4O7纯相粉体，优化合成工艺条件，推导其晶体生长机理； (3) 总结中期实验成果，撰写出中期项目报告。 结题预期目标： (1) 制备出纳米/微米级RBaCo4O7粉体； (2) 构筑出具有分级结构的一维RBaCo4O7粉体； (3) 揭示不同稀土元素、材料的微结构（形貌、尺寸、维数、分级结构）与材料的电输运性能之间的关系； (4) 总结实验数据，撰写项目结题报告，争取发表1篇SCI文文章或申请2项国家专利。 经费使用情况 申请经费：10000元。 预计支出主要项目： (1) 文献资料费，复印及打印费 500元 (2) 实验药品、试剂、刚玉坩埚等耗材 3000元 (3) XRD、SEM、TEM、HRTEM等