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利用热分析法确定超导化合物中氧含量

热分析技术在氧含量测定中有着特别明显的优势,而氧含量的测定对于标定氧化物的化学价态有重要实用价值。由于复合氧化物中的金属离子或者变价碱土金属离子和稀有金属氧化物分层存在,通过测定这些化合物的氧含量可以标定化学价。另外,铜氧化物的化学价态,特别是铜的化学价态与超导临界温度之间有着密不可分的联系,用热分析方法可以方便地对化学价态进行研究。例如在研究铜氧化物的化学价时,一般制备的样品量都比较少。用其他方法通常存在样品量过少而导致实验不精确的现象,同时由常用的滴定方法不能准确确定某些化学价态的含量。而热重法的优势在于需要的样品量少、准确度高。

热重法测定超导化合物中氧含量的原理是在还原性气氛中加热到高温,如果知道还原产物的类型,通过热重实验过程的质量损失量可以计算出在反应过程中有多少氧化态的物质被还原,由此可以确定在实验前样品中氧的含量。实验时常用的还原气氛为H2CO 或者Hz/ArH2/CO 混合气。

另外,也可以采用氧化性气氛将样品中含有的氧空位进行氧化,根据质量增加信息来确定样品中氧空位的个数。例如可以通过以下实验条件来确定复合氧化物中氧缺陷的含量

样品制备通过固相反应制备了CuLaO2。按照化学计量比称量Cu2OLaO3 粉末,然后在玛瑙研钵里与乙醇混合。压制成型后在1000℃加热12h

热重实验条件仪器为Bruker公司的TG-2000热重仪,在300mL/min的空气气氛下,以10℃C/min 的升温速率从室温加热到1000℃,试样量为100mg。结果表明,CuLaO.500℃以上的氧化反应可用化学反应式4CuLaO2+O2CuLa∶O.+2CuO,铜的价态从+1变为+2。在500℃以下,CuLaO2O2反应生成CuLaO20s

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