氧离子导电材料的制备及性能研究

ysz电导率

ysz电导率是指由氧化钇稳定的锆酸盐材料的电导性能。ysz材料是一种无机固体材料，具有良好的离子导电性能和化学稳定性，因此在能源领域、环境治理和化学工业等方面具有广泛的应用前景。

ysz电导率主要与其晶体结构、成分及温度等因素有关。首先，ysz材料的晶体结构是其电导率的重要影响因素之一。ysz材料通常具有立方晶系的结构，其中氧离子占据着八面体和四面体空位。这种结构使得氧离子在材料中易于迁移，从而实现离子导电。其次，ysz的化学成分也会对其电导率产生影响。一般来说，较高的氧空位浓度可以提高ysz的电导率。此外，掺杂其他离子（如稀土元素或金属离子）也可以改变ysz的电导行为。这些掺杂离子的引入可以调节ysz材料的电子结构和晶格缺陷，从而影响离子迁移和电导性能。

温度是另一个重要的影响ysz电导率的因素。一般来说，ysz的电导率随温度的升高而增加。这是因为温度的升高会增加氧离子的迁移速率，从而提高离子导电性能。同时，温度升高还可以减小ysz材料的电极极化效应，进一步提高其电导率。因此，在高温条件下，ysz材料通常表现出较高的电导率。

ysz材料的电导率对其在能源领域的应用具有重要意义。例如，ysz材料可以作为固体氧化物燃料电池（SOFC）的电解质，用于实现高效能源转换。在SOFC中，ysz电解质层可以提供离子传输通道，将氧气从空气电极传递到燃料电极，从而实现电化学反应和电能的产生。此外，ysz材料还可以用于电解水制氢、电化学传感器和固态氧气传感器等领域。

除了能源领域，ysz材料的电导率在环境治理和化学工业中也具有重要意义。例如，在环境治理中，ysz材料可以作为固体氧化物离子传导膜（SOM）用于气体分离和纯化。由于其优异的离子传导性能，ysz材料可以实现高效的氧气和水蒸气传输，从而实现高温氧化反应和蒸汽重整等过程。此外，ysz材料还可以应用于化学工业中的电化学合成、电解电池和电解质等方面。

第８期

收稿日期：２０１８－０４－１１不同金属离子掺杂的含氧酸铋盐的制备及其光催化性能的研究

张　琦，尚建鹏

（山西大同大学，山西大同　０３７００９）

摘要：采用水热法制备了一系列金属离子掺杂的钨酸铋、钼酸铋、磷钼酸铋等含氧酸铋盐光催化材料，评价其在可见光下降解有机染料的光催化性能。详细考察了掺杂金属离子种类、掺杂量及有机染料种类对其光催化性能的影响。结果表明，０．５％Ｆｅ／Ｂｉ２ＷＯ６对罗丹明Ｂ的降解率最好，可达到９８．３％。关键词：掺杂；含氧酸铋盐；光催化；罗丹明Ｂ中图分类号：Ｏ６４３．３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）０８－００３７－０４

ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＢｉｓｍｕｔｈ

ＳａｌｔｏｆＯｘｙａｃｉｄｗｉｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｔＭｅｔａｌＩｏｎｓＤｏｐｅｄ

ＺｈａｎｇＱｉ，ＳｈａｎｇＪｉａｎｐｅｎｇ

（ＳｈａｎｘｉＤａｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｔｏｎｇ　０３７００９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｅｒｉｅｓｏｆｂｉｓｍｕｔｈｔｕｎｇｓｔａｔｅ，ｂｉｓｍｕｔｈｍｏｌｙｂｄａｔｅ，ｂｉｓｍｕｔｈｐｈｏｓｐｈｏｍｏｌｙｂｄａｔｅｂｉｓｍｕｔｈｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔａｌｉｏｎｓｄｏｐｅｄ

ｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｉｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｖｉａｔｅｓｔｉｎｇｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃ

ｄｙｅｓｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｏｐｉｎｇｍｅｔａｌｉｏｎｓ，ｄｏｐｉｎｇａｍｏｕｎｔａｎｄｋｉｎｄｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｄｙｅｏｎｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｒｈｏｄａｍｉｎｅＢｃｏｕｌｄｂｅｒｅａｃｈｅｄ９８．３％ｗｈｅｎ

第２５卷第７期　２０１３年７月　化学研究与应用　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｖ０１．２５．Ｎｏ．７　Ｊｕｌｙ，２０１３　文章编号：１００４－１６５６（２０１３）０９－０９２９－０５　活性炭一离子液体凝胶电致动膜材料制备及性能研究　李　莉，王　荣　，沈倩宇，张婷婷，曹晓卫　（上海师范大学生命与环境科学学院，上海２００２３４）　摘要：本文通过湿法涂膜和热压复合的方法，制备了基于活性炭一离子液体凝胶的电致动膜材料。使用电化学　循环伏安法和原位激光位移传感器分别测定了不同活性炭含量对电致动膜材料的界面电容和电致动位移性　能的影响。结果显示膜材料的界面电容和电致动位移性能随着活性炭含量增加而增加。　关键词：离子液体聚合物凝胶；电致动膜；活性炭　中图分类号：０６４６．２　文献标志码：Ａ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｃｔｕａｔｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｃｔｉｖｅ　ｃａｒｂｏｎ／ｉｏｎｉｃ　ｌｉｑｕｉｄ　ｇｅｌ　Ｕ　Ｌｉ，ＷＡＮＧ　Ｒｏｎｇ。，ＳＨＥＮ　Ｑｉａｎ－ｙｕ，ＺＨＡＮＧ　Ｔｉｎｇ・ｔｉｎｇ，ＣＡＯ　Ｘｉａｏ—ｗｅｉ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２３４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｅ　ｃａｒｂｏｎ－ｉｏｎｉｃ　ｌｉｑｕｉｄ　ｇｅｌ　ｂａｓｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｃｔｕａｔｏｒ　ｍｅｍｂｒａｎｅｓ　ｗｅｒｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ｃｏａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｏｔ　ｐｒｅｓｓｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｃｙｃｌｉｃ　ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ　ａｎｄ　ｉｎ・ｓｉｔｕ　ｌａｓｅｒ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｓｅｎｓｏｒ，ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒ　ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｃ—　ｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｅａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｔｏｒ　ｍｅｍｂｒａｎｅｓ　ｗｅｒｅ　ｅｓｔｉｍａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｂｏｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｔｏｒ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｅ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅｍｂｒａｎｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｏｎｉｃ　ｌｉｑｕｉｄ　ｇｅｌ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｃｔｕａｔｏｒ；ａｃｔｉｖｅ　ｃａｒｂｏｎ　离子导电型电致动膜材料因能在电场的作用　下产生形变，且具有密度低、工作电压低、应变大　等优点，而在微致动器、人工肌肉等领域具有潜在　的应用前景¨４。。传统的离子导电型电致动膜材　料通常以Ｎａｔｉｏｎ等离子交换膜作为离子导体，利　用外加电场的作用下，Ｎａｔｉｏｎ膜内的水合阳离子　发生定向移动，使膜内水分子浓度发生改变，从而　使膜发生弯曲形变　ｌ６】。但此类材料仍存在力输　出较低和非水工作时间较短等缺点ｒ¨。为此，郭　东杰等制备了钼同多酸和氧化硅掺杂的全氟磺酸　聚合物膜以提高膜的保水能力和离子交换性能，　从而提高了膜的电致动性能和延长了膜的非水工　作时间　引。　离子液体是完全由阴阳离子构成在室温及近　室温下呈液态的物质。其具有低蒸气压、高离子　导电性、宽电化学窗口等优点，并已在绿色合成、　化学电源、电化学传感器中得到了广泛的应　用　引。Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ、Ｍｕｋａｉ、Ｔａｋｅｕｃｈｉ等先后报道　了用含有单壁碳纳米管离子液体凝胶制成的三明　治结构干态电致动器，此材料能够在低电压下，快　速、持久地在空气中工作［１５－１７］。Ｎａｏｈｉｒｏ　Ｔｅｒａｓａｗａ　和Ｔａｋｅｕｃｈｉ等研究了不同的离子液体对于此类电　收稿日期：２０１２－０９－０７；修回日期：２０１２．１１．１４　基金项目：上海师范大学校科研基金项目（ＳＫ２０１２３７）资助；上海师范大学重点学科基金项目资助；国家自然科学基金项目（２０５０３０１６）资　助；上海市科委启明星基金项目（０７ＱＡ１４０４４）资助　联系人简介：王荣（１９７２一），男，副教授，主要从事电化学与化学传感器研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｒ

原位￣：４－ａ制备环氧树脂／纳米炭黑复合导电材料的性能研究＊　

卢学峰，南雪莉，何　玲，郭　鑫　

（兰州理＿Ｔ－大学甘肃省有色金属新材料国家重点实验室，有色金属合金及加工教育部重点实验室，甘肃兰州Ｉ　７３００５０）　

摘　要：采用原位聚合法制备了环氧树脂／纳米炭黑复合导电材料，并对其力学性能、电阻率和抗弯　

断面形貌进行了分析。结果表明，环氧树脂／纳米炭黑复合导电材料的邵氏硬度和抗弯强度随纳米炭黑　

含量而变化，当其含量为３　（质量分数）附近时两者出现最大值，抗弯强度可达到４３．８６　ＭＰａ，邵氏硬度　可达到５．３４　ＨＤ；纳米炭黑的加入使复合材料的电性能得到较大的提高。　

关键词：原位聚合；环氧树脂；纳米炭黑；复合导电材料；电性能　中图分类号：ＴＱ　３２４８　文献标志码：Ａ　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｏｉｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｅｐｏｘｙ／Ｎａｎｏ－ｃａｒｂｏｎ　Ｂｌａｃｋ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　Ｉｎ－ｓｉｔｕ　Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ＬＵ　Ｘｕｅｆｅｎｇ，ＮＡＮ　Ｘｕｅｌｉ，ＨＥ　Ｌｉｎｇ，ＧＵＯ　Ｘｉｎ　（Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｉ　ａｂ．ｏｆ　Ｇａｎｓｕ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｎｏｎ—ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉ．ａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ｔｅｃｈ．，　Ｋｅｙ　Ｌａｂ．ｏｆ　Ｎｏｎ—ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　Ａｌｌｏｙｓ，Ｔｈｅ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｉ　ａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ｔｅｃｈ．，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００５０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎ／ｎａｎｏ　ｃａｒｂｏｎ　ｂｌａｃｋ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｉｎ—ｓｉｔｕ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｙ　ＳＥＭ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　Ｓｈｏｒｅ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ａｎｄ　ａｎｔｉ—ｂｅｎｄｉｎｇ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｎａｎｏ—ｃａｒｂｏｎ　ｂｌａｃｋ　ａｎｄ　ｔｈｏｓｅ　ｗｅｒｅ　ａｌｌ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｂｙ　ａｎ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ａｂｏｕｔ　３　（ｍａｓｓ　ｆｒａｃｔｉｏｎ）．Ｔｈｅ　ａｎｔｉ—ｂｅｎ—　ｄｉｎｇ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｗａｓ　４３．８６Ｍｅ　ａｎｄ　Ｓｈｏｒｅ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｗａｓ　５．３４ＨＤ．Ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｌａｒｇｅｌｙ　ｂｙ　ａｄｄｉｎｇ　ｎａｎｏ—ｃａｒｂｏｎ　ｂｌａｃｋ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｉｎ—ｓｉｔｕ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｅｐｏｘｙ。Ｎａｎｏ—ｃａｒｂｏｎ　ｂｌａｃｋ，Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ