聚氨酯-碳纳米管复合泡沫的太赫兹次波吸收屏蔽性能研究及其应用前景

本综述系统探讨了非化学计量Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3–δ（BSCF）及其铝掺杂衍生物的缺陷结构与性能关联，通过热重分析（TG）和库仑滴定技术建立了首个协同缺陷模型，揭示了铝掺杂对氧空位浓度与钴离子自旋态的调控机制，为设计高性能氧渗透膜（OTM）和固体氧化物燃料电池（SOFC）电极材料提供了理论基石。

　　

Highlight

非化学计量Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3–δ氧化物及其铝掺杂衍生物通过有机金属前驱体燃烧法合成。通过热重分析（Thermogravimetry）和库仑滴定（Coulometric Titration）技术，测量了不同温度与氧分压下的氧含量，并首次建立了一致的缺陷形成模型。研究表明铝掺杂会降低氧含量并促进钴还原。该模型创新性地引入了能量非等效氧位点的共存机制，并直接应用于模拟计算。基于缺陷结构推导的平衡缺陷浓度函数关系，为深入分析3d阳离子自旋分布提供了可能。通过原位变温磁化率测量分析，直接揭示了钴（Co）和铁（Fe）离子自旋构型与其局部环境的关联。经验证的模型为理性设计功能性钴酸盐钙钛矿（Cobaltite Perovskites）用于高温氧化还原（Redox）及离子传输应用奠定了理论基础，并为未来诠释传输特性研究与热膨胀行为提供了工具。

Materials and methods

复杂氧化物Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3–δ和Ba_0.5Sr_0.5Co_0.75Al_0.05Fe_0.20O_3–δ（BSCAF）采用有机金属前驱体燃烧法合成。起始试剂包括碳酸盐BaCO₃、SrCO₃以及金属铝、钴和羰基铁（纯度不低于99.9%），经150°C空气中干燥后，按化学计量比称量并完全溶解于硝酸。随后按金属离子等摩尔比加入甘氨酸（纯度99%），经蒸发与燃烧反应后获得产物。

Structural characterization and oxygen content

合成样品的X射线衍射图谱如图1所示。所有样品均呈现单一立方钙钛矿相（空间群Pm3m），晶胞参数对于BSCF为a = 3.985(7) ?，BSCAF为a = 3.994(8) ?，表明铝掺杂引起晶胞轻微膨胀。尽管已有大量研究聚焦于此化合物，但其性能与晶体结构之间的关联机制仍待深入解析。

Conclusions

本研究成功合成了BSCF氧化物及其铝掺杂衍生物，并提出并验证了适用于两者的协同缺陷结构模型。该模型首次考虑了不同阳离子环境中非等效氧位点的存在，从而实现了对复杂氧化物中点缺陷分布更精确与真实的描述。所开发的模型为深入理解这些材料的功能特性提供了有效手段。