镍钛镓形状记忆合金溶液处理后的弹热效应特性及其在CO2电解催化中的应用研究

本文聚焦(La0.2Sr0.8)xTiO3-δ（LST）钙钛矿（perovskite）在固体氧化物电解池（SOEC）中的循环氧化还原行为，通过调控A位缺陷（95LST）、化学计量比（LST）和过量掺杂（110LST），揭示了温度/时间对Ti4+/Ti3+转化、表面氧物种及碳酸盐形成的影响机制，为开发抗积碳CO2电还原催化剂提供新思路。

　　

亮点

本研究通过CO₂再氧化处理探究了钛酸锶镧（LST）钙钛矿在循环氧化还原过程中的组成与结构稳定性，重点比较了A位缺陷（95LST）、标准化学计量（LST）和过量掺杂（110LST）对其物种生成和催化行为的影响——这些特性对作为固体氧化物电解池（SOEC）电极催化剂的应用至关重要。

材料制备

采用溶胶-凝胶法制备(La_0.2Sr_0.8)_xTiO_3-δ（简称(LS)_xT），其中x=1.1、1、0.95分别对应110LST、LST和95LST。将硝酸镧和硝酸锶按化学计量比溶解后，加入柠檬酸（金属离子与柠檬酸比例为1:2），再与溶解在无水乙醇中的钛酸四丁酯混合形成溶胶。

材料表征

如图2所示，A位缺陷（95LST）、标准（LST）和过量（110LST）掺杂的(LS)_xT钙钛矿材料展现出显著差异：

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  XRD显示所有样品均呈现掺杂SrTiO_3-δ的立方相，但A位过量的110LST出现La₂O₃第二相，表明过量镧离子从晶格析出

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  95LST因A位缺陷促进晶格畸变，富集Ti⁴⁺物种以增强体相反应

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  110LST则因La沉淀形成更多碳酸盐物种，有利于CO₂还原的两步电子获取过程

结论

所有LST基钙钛矿均包含三类氧相关物种（表面氧、晶格氧和碳酸盐），其中A位缺陷的95LST通过晶格畸变促进Ti⁴⁺还原，而A位过量的110LST通过La沉淀增强碳酸盐形成。经7次氧化还原循环后，110LST的催化活性显著提升，表明这两种A位修饰策略均可作为潜在CO₂还原催化剂设计方向。