[发明专利]具有高活性的钙钛矿空心颗粒催化剂及制备和应用

权利要求书

1.具有高活性的钙钛矿空心颗粒催化剂，其特征在于：催化剂具有纳米级空心颗粒结构，具有La_1-xSr_xFe_1-yMn_yO₃型钙钛矿特征的复合氧化物，镧、锶阳离子之和与铁、锰阳离子之和的摩尔比为0.6-2，锶、锰阳离子的含量可以进行调变，即x值的范围在0-0.1之内，y值的范围在0-0.3之内。

2.按照权利要求书1所述的催化剂，其特征在于：

空心颗粒的大小为40-150nm，壁厚为10-20nm，比表面积大于25-30m²g^-1。

3.一种权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于：

1）前体的制备：

溶剂热法制备催化剂前体，在搅拌条件下于乙二醇-乙醇混合溶剂中加入水、表面活性剂、柠檬酸和尿素，完全溶解后加入La源、Sr源、Fe源和Mn源，形成均一的溶液；将上述溶液加入水热釜中，在100℃-150℃下反应6-72小时，其中反应24-48小时得到的结果最好；将得到的沉淀洗涤、分离，60℃干燥12小时以上；

2）催化剂制备：

煅烧法制备具有高活性的钙钛矿空心颗粒催化剂，将上述前体研磨成粉末状，置入石英舟内550-750℃煅烧2-12小时，其中600°C下煅烧6-8小时得到的催化剂形貌最好，煅烧气氛为空气流或氧气流；制备成具有高活性的钙钛矿空心颗粒催化剂。

4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述La源、Sr源、Fe源和Mn源均为水溶性的镧盐、锶盐、铁盐和锰盐。

5.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述La源、Sr源、Fe源和Mn源均为硝酸盐；表面活性剂为P123。

6.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：乙醇-乙二醇的混合溶剂中，乙醇与乙二醇的体积比为0.111:1至0.428:1。

7.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在反应体系中，镧阳离子浓度为0.1-0.4mol L^-1、锶阳离子浓度为0-0.12mol L^-1、铁阳离子浓度为0.15-1.2mol L^-1，锰阳离子浓度为0-0.36mol L^-1、表面活性剂浓度为2-20g L^-1、柠檬酸浓度为0.25-1.8mol L^-1、尿素浓度为2-8mol L^-1、水的浓度为6-24mol L^-1。

8.一种权利要求1-2任一项所述具有高活性的钙钛矿空心颗粒催化剂可应用于常温常压下过氧化氢水溶液的分解反应，具有良好的催化活性和极低的催化剂流失。

9.按照权利要求8所述的应用，其特征在于：过氧化氢水溶液的分解反应为酸碱中性条件下，不额外添加酸性或碱性试剂，pH=7的催化分解反应，是一种歧化反应，同时发生氧化与还原过程。

10.按照权利要求8所述的应用，其特征在于：

所述的催化剂是以钙钛矿为活性组分的多相催化剂，并具有较大的比表面积，其中锶阳离子和锰阳离子的掺杂可以进一步提高所述的钙钛矿催化剂之催化活性。