理论教育 缺陷受体相互作用的影响分析

缺陷受体相互作用的影响分析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:质子浓度的缺陷化学和主曲线[类似于前面提到的式和式]能够被推导为相关空位的水化作用,但这一点在这里并没有进一步论述。然而Kreuer等人[20]发现掺杂Y的BaZrO3比起相同数量的钪,有更低的活化能,他们将这归结为与钪配价的氧化物离子变得更加富电子,因此黏着质子性更强。尽管在Kreuer等人的工作中,它在100℃的温度时具有高于两个数量级的质子导电性,在操作温度下,作用将会被大幅度减少。

缺陷受体相互作用的影响分析

根据下面的等式,氧空位通常被发现有效地与受体掺杂物相结合:

根据以下的等式,进行这种结合的水合作用:

能够被期待为更加不利(放热少)比起那些自由空位的水合作用,只要溶解的质子更少与受体结合。尽管这在很多系统中是一个很重要的因素,但在对水化作用数据的解读过程中,它却被忽略了。质子浓度的缺陷化学和主曲线[类似于前面提到的式(11.6a)和式(11.6b)]能够被推导为相关空位的水化作用,但这一点在这里并没有进一步论述。

最后,在足够低的温度下,根据该等式,质子能够自我被受体俘获:(www.daowen.com)

对于这个反应的研究没有和氧空位的相应反应好。然而Kreuer等人[20]发现掺杂Y的BaZrO3比起相同数量的钪,有更低的活化能,他们将这归结为与钪配价的氧化物离子变得更加富电子,因此黏着质子性更强。

由于Sc3+有适合Zr4+位更好的大小,Sc具有更强的捕获力,根据Kreuer等人的观点,它强调了阳离子的酸基性(包括电负性)对于移动性和水化作用发挥了重要的作用。然而活化能的影响是中等的(对于Y为0.43eV而对于Sc为0.50eV)。尽管在Kreuer等人的工作中,它在100℃的温度时具有高于两个数量级的质子导电性,在操作温度下,作用将会被大幅度减少。

总之,看起来存在掺杂物的影响,但是相关联的捕获,例如在式(11.11)中描述的那样,目前很难在导电性测量中被实验证明。

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