实验10
高温固相法合成双掺杂钼酸镧La _1.9 M _0.1 （Mo _1-y N _y ） ₂ O _9-α

一、实验背景

钼酸镧是一种新型的氧离子导体，因为其晶格内部有许多氧缺陷。孔德虎等 ^［1］ 通过高温固相法合成了双掺杂系列氧离子导体，研究表明：该系列产品均为La ₂ Mo ₂ O ₉ 结构，并且是单一立方相。与单掺杂样品比较，双掺杂样品氧离子电导率较高，这与双掺杂样品具有较高的氧空位浓度有关。钼酸镧可以通过不掺杂而存在本征氧空位，为氧离子迁移提供空穴，从而提高氧离子导电能力，另外，也可以通过掺杂其他离子增加离子的排列混乱度来实现。

此外，钼酸镧基氧离子电解质材料的制备工艺比较简单，原材料的价格比较便宜，这使得钼酸镧作为氧离子电解质材料的应用具有较大的优势。

二、实验原理

为了说明氧离子导体的导电机理，Philippe Lacorre等人 ^［2］ 提出了LPS理论，不仅能有效地分析已有的氧离子导体导电机理，而且可为探索和设计新型氧离子导体提供一种全新的思路和方法。

如图，两个带有孤对电子的＋n价阳离子M ^n＋ 被两个不带孤对电子的＋（n＋1）价阳离子M ^{（n＋1）＋} 取代后，两个孤对电子原来所占据位置中的一个被参与电中性补偿的氧离子占据，另一个形成空位，氧离子在电场的作用下经空位的定向扩散便形成阴离子导电。

三仪器和试剂

1.仪器

实验高温电炉（2台） 分析天平 玛瑙研钵 球磨机（2台）

2.试剂（分析纯）

La ₂ O ₃ ；MoO ₃ ；两种相应金属氧化物；无水乙醇。

四、实验步骤

1.La ₂ O ₃ ；MoO ₃ ；两种相应金属氧化物按所需摩尔计量用无水乙醇湿法混合研磨1h，置于球磨机中研球磨1h。

2.置于高温电炉中，在600℃预烧2h。

3.初烧产物在球磨机中球磨1h，经80mesh过筛后，在不锈钢模具中以100MPa压力压制成直径约为18mm、厚度约2mm的圆形薄片。

4.置于高温电炉中于1150℃下烧结5h。

五、参考文献

［1］孔德虎.新型氧离子导体（La _1-x Ba _x ） ₂ （Mo _{1- y} Nb _y ） ₂ O _9-α 的合成及其电性能研究［D］.苏州大学，2008.

［2］ Lacorre P.，Goutenoire F.，Bohnke O.，Retoux.R.，Laligant Y.Nature，2000，404：856. GPi+nncjCEeQoUKh6CazoiiD+7SuoicUJ02tdFxp7cXRKOOW9Ho9o3VAFl1RL+h/