[发明专利]一种液体后处理提高钙钛矿类氧化物比表面积的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种提高钙钛矿类氧化物比表面积的方法，尤其涉及一种液体后处理提高钙钛矿类氧化物比表面积的方法。

背景技术

一类具有离子、电子、混合离子-电子导电能力的钙钛矿类氧化物已经在燃料电池、金属-空气电池、尾气催化、超导体、传感器、环保、新材料改性等众多领域得到广泛应用。

人们普遍认为钙钛矿类氧化物的一些重要特性，如催化活性、氧还原活性和其比表面积的大小密切相关。

钙钛矿类氧化物通常是采用固相方法合成。由于固相方法合成是在高温下（>1000°C）通过固相间的反应合成，而固体氧化物颗粒在高温下很容易发生团聚并烧结，从而使得颗粒长大，比表面积减小，因此要通过该方法获得高比表面积的钙钛矿类固体氧化物是非常困难的。传统的固相方法合成的钙钛矿类固体氧化物的比表面积通常小于2m²g^-1，这在一定程度上限制了其应用。

一些新的方法，如：溶胶-凝胶法，喷雾-干燥法，冷冻-干燥法，柠檬酸络合法，乙二胺四乙酸-柠檬酸联合络合法，火焰-裂解法，共沉淀法等最近被开发来避免传统固相合成方法带来的缺点。但是这些方法不仅合成过程中需要的步骤多，还需要用到大量的有机液体、昂贵的试剂和前驱体。另外这些方法，有的依然需要在高温下焙烧后才能获得不含杂相的钙钛矿类氧化物，故其最终的比表面积依然较低。

也有报道采用纳米铸型法来合成高比表面积的钙钛矿类氧化物。该方法是把目标材料限制在多孔固体（模板）的孔道中，材料成相后再把模板去除。但是该方法依然存在制备复杂，并且对模板的微观结构的要求非常高，且模板也存在难合成的缺点。

鉴于此，在不改变钙钛矿类氧化物原有结构的条件下，使用经济、简易的方法提高其比表面积具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是针对钙钛矿类固体氧化物的比表面积低的问题，提供一种提高其比表面积的方法，即一种液体后处理提高钙钛矿类氧化物比表面积的方法，该方法在制备过程中不使用其它复杂、高价的辅助设备，且操作工艺简单易于大规模制备。

本发明的技术方案为：一种液体后处理提高钙钛矿类氧化物比表面积的方法，其特征是：把钙钛矿类氧化物放在液体中浸泡，然后抽滤、烘干；其中钙钛矿类氧化物与液体的质量体积比为1-100g L^-1。

优选所述的钙钛矿类氧化物为钙钛矿氧化物、类钙钛矿氧化物或双钙钛矿氧化物。

优选所述的钙钛矿氧化物的分子式为ABO_3-δ；其中A位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种，更优选Ba、La或Sr；B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种，更优选Co和Fe；0≤δ≤1。

优选所述的类钙钛矿氧化物的分子式为A₂BO_4+δ；其中A位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种，更优选La、Pr或Gd，B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种，更优选Ni，0≤δ≤1。

优选所述的双钙钛矿氧化物的分子式为AA’B₂O_5+δ；其中A和A’位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种，且A和A’不能相同；A更优选La、Pr、Sm或Gd，A’更优选Ba，B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种，更优选Co或Fe，0≤δ≤1。

优选所述的液体为水、柠檬酸溶液或双氧水溶液中的一种或几种。

优选所述的液体为水，优选水的温度为80-100°C；所述的液体为双氧水溶液，优选其浓度为0.1-10M，其温度为室温即可；所述的液体为柠檬酸溶液，优选其浓度为10^-4-1M，其温度为室温即可。

把钙钛矿类氧化物放在液体中浸泡的时间一般为5-120min；控制液体中不再产生气泡或液体中不再产生水雾的一种。

优选所述的烘干温度为200~400°C，烘干时间为10-120min。

有益效果：

本发明在保证不破坏钙钛矿类氧化物原有结构的基础上，采用液体后处理的方法提高其比表面积，且本发明方法操作简单易于大规模制备。通过采用本发明方法处理后的钙钛矿类氧化物的比表面积可以达到15m²g^-1以上。

附图说明