[发明专利]以制备的氧化铜为晶种合成纺锤体状和棒状La2CuO4的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种类钙钛矿型氧化物纺锤体状和棒状单晶纳微米粒子的制备方法，具体地说涉及以氧化铜为晶种的水热合成法制备类钙钛矿型氧化物La₂CuO₄纺锤体状和棒状单晶纳微米粒子的方法，它属于纳米催化剂的制备领域。

背景技术

在众多的复合氧化物中，钙钛矿型氧化物(ABO₃)和类钙钛矿型氧化物(A₂BO₄)备受关注。类钙钛矿型氧化物是一种层状复合氧化物，它除了具有与钙钛矿型氧化物ABO₃相似的性能外，还具有许多独特性能，如超导性、高温稳定性、电磁性等。

目前采用的制备类钙钛矿型氧化物的方法有多种，例如柠檬酸络合法(H.X.Dai，et al.，Catal.Lett.，2000，67：183-192)、固相反应法(H.X.Dai，et al.，J.Catal.，2001，197：251-266)、临界水减压干燥法(G..A.Alexander，et al.，Angew.Chem.Int.Ed.，2000，39：2738-2740)等。不同的制备方法对所得产物的结构、形貌、粒径大小、比表面积及催化性能等物理化学性质有着很大的影响。但这些制备方法的工艺复杂、条件苛刻、成本较高，所制得的类钙钛矿型氧化物的粒径较大及形貌不规则，且为多晶结构。这些方法存在难以对目标产物形貌和粒径尺寸进行控制的缺点。近年来人们探索采取不同的前驱体作为晶种，制备钙钛矿型及类钙钛矿型氧化物，这种方法的特点是能制备出形貌较为规则而且呈单晶结构的产物。例如，Wang等(Y.W.Wang，et al.，J.phys.chem.B，2006，110：13831-13840)以球形二氧化钛(直径为300～500nm)为晶种，通过一步水热法制备出单晶结构的球形TiO₂、SrTiO₃和BaTiO₃。Fang等(B.Fang，et al.，Mater.Lett，2002，52：423-428)以ZnO、NbO和TiO₂为晶种，制备出单晶钙钛矿型氧化物Pb((Zn_1/3Nb_2/3)_0.91Ti_0.09)O₃。然而，迄今为止还没有采用氧化铜作晶种的水热合成法制备出类钙钛矿型氧化物La₂CuO₄单晶纳微米粒子的报道。

而依照本发明描述的方法，选择制备出的具有特定形貌的纳微米氧化铜作铜源，采用水热合成法，在一定的水热温度及时间、灼烧温度及时间的条件下，得到不同尺寸大小的纺锤体状和棒状类钙钛矿型氧化物La₂CuO₄单晶纳微米粒子。目前有关这方面的背景技术尤其是专利并无报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有纺锤体状和棒状的类钙钛矿型氧化物单晶纳微米粒子的制备方法，本发明制备得到的产物为结晶度良好的类钙钛矿型复合氧化物单晶纳微米纺锤体状和棒状La₂CuO₄产物。

本发明提供的以制备的氧化铜为晶种合成纺锤体状和棒状La₂CuO₄的方法，其特征在于：在常温、常压和磁力搅拌条件下，以硝酸铜作铜源、以氢氧化钠作碱源，水热合成法制得的纳微米氧化铜粒子，再将其作为铜源，以硝酸镧为镧源，以氢氧化钠为沉淀剂，其中氧化铜∶硝酸镧∶氢氧化钠的物质的量比为：1∶2∶50；将浓度为25mol/L的氢氧化钠溶液加入到由铜源和镧源的混合溶液中，形成沉淀，持续搅拌后，转移至超声波清洗器中超声波分散0.5h，再将之转移至内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，放入恒温箱里于240℃保温24h-48h，之后冷却，将所得产物用去离子水洗涤、抽滤、干燥，放入马弗炉里以1℃/min的升温速率从室温升至400℃并在该温度下恒温1h，再以3℃/min的升温速率继续升温到850℃并在该温度下恒温2h；最后研磨得到纳微米纺锤体状或棒状类钙钛矿型氧化物La₂CuO₄。

目前，还没有采用制备的氧化铜纳微米粒子作为晶种，进而合成特定形貌的类钙钛型氧化物的报道。