类钙钛矿A₂BO4型化合物具有较强的表面吸附和交换氧能力、较高的氧离子扩散系数、突出的热稳定性以及较小的热膨胀系数的优点，有望成为与中温固体氧化物燃料电池（IT SOFCs）相匹配的阴极材料。本论文系统研究了新型Pr₂FeO_4+δ类钙钛矿材料的制备、组成以及电化学性能，通过材料组成的可控调变来提高材料性能，获得较高综合性能的材料组成。首先，本论文分别采用甘氨酸硝酸盐法、柠檬酸硝酸盐法、EDTA柠檬酸法三种方法合成Pr₂FeO_4+δ材料，采用XRD对材料进行表征，选出甘氨酸硝酸盐燃烧法作为本论文合成Pr₂FeO_4+δ系列材料。采用甘氨酸硝酸盐法合成Pr₂FeO_4+δ材料粉体，并考察了焙烧温度对材料成相的影响。结果表明，合理控制焙烧温度对于Pr₂FeO_4+δ材料获得良好的电化学性能至关重要。根据XRD和电化学性能测试结果，确定本研究体系中Pr₂FeO_4+δ系列粉体焙烧成相的最低温度为900℃，与电解质Sm0.2Ce0.8O1.9（SDC）的最佳共烧结温度为900℃。采用A位掺杂对Sr²⁺对Pr₂FeO_4+δ性能进行了改性，在Pr_2-xSr_xFeO_4+δ（x=0,0.5,0.6,0.7,0.8,1.0）材料中，随着Sr2+掺杂量增加材料的极化电阻减小，x=0.7时Pr1.3Sr0.7FeO_4+δ材料的极化电阻值最小，继续增大掺杂量，则材料的极化电阻又增大。在500⁷00℃测试温度范围内，Pr_1.3Sr_0.7FeO_4+δ电极材料的极化电阻随测试温度的增加不断减小，700℃时为0.61cm²，104mA cm²电流密度作用下阴极过电位为0.13V，表观活化能最低，为107.8kJ mol1。采用B位掺杂Co³⁺对Pr₂FeO_4+δ性能进行了改性，在Pr₂Fe_1-yCoyO₄+δ（y=0.05,0.10,0.15,0.20）中，随着Co³⁺掺杂量增加材料的极化电阻减小，y=0.15时Pr₂Fe_0.85Co_0.15O_4+δ材料的极化电阻值最小，继续增大掺杂量，则材料的极化电阻又增大，700℃时为0.388cm²，104mA cm²电流密度作用下阴极过电位为0.14V，表观活化能最低，为107.25kJ mol1。采用Sr2+、Co³⁺的A、B位双位复合取代，考察了Pr_2-xSr_xFe_1-yCo_yO^4+δ系列材料的电化学性能，双位复合取代Pr_2-xSr_xFe_1-yCo_yO^4+δ系列材料的电化学性能受到A、B位取代离子的协同作用影响，其中，当x=0.6，y=0.05时，Pr_1.4Sr_0.6Fe_0.95Co_0.05O_4+δ材料的极化电阻最小，700℃时为0.18cm²，104mA cm²电流密度作用下阴极过电位仅有0.031V，表现出良好的电化学性能。本论文通过Pr₂FeO_4+δ系列材料组成和结构的可控调变提高了材料性能，建立了高效、易于实施的调变材料结构的方法，获得了较高综合性能的材料组成，可满足IT SOFCs对阴极材料性能的基本要求。