[发明专利]钙钛矿结构多孔Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机纳米材料技术领域，具体涉及一种钙钛矿结构多孔Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ材料及其制备方法。

背景技术

具有钙钛矿结构ABO₃型的材料—Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ，即A位为Ba_0.5Sr_0.5，B位为Co_0.8Fe_0.2，是一种常用的燃料电池阴极电催化剂材料，广泛应用于400～800℃的固体氧化物燃料电池的正极材料中。近年来，特别是2011年以麻省理工大学的Yang SH发表在Science上的研究工作为代表指出，该Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ在常温下即可表现高的氧催化还原活性(ORR)；2014年Emiliana Fabbri等人的研究工作进一步证实了此现象，该研究结果刚发表在ACS Catalysis上。这为Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ在低温燃料电池的阴极材料中的应用打开了一扇门。

然而，采用常规的溶胶－凝胶法(Sol-Gel)来制备具有钙钛矿结构的Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ，常需在≥1000℃的温度下合成，所得到粉体材料的比表面积一般比较低(≤10m²/g)。具有高比表面积的催化剂粉体材料暴露更多的催化活性点，也将有利于和促进催化反应的进行。因而，该领域迫切需要一种低温合成高比面积Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ材料的方法。

发明内容

本发明旨在克服现有Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ材料在性能和制备方法方面的缺陷，本发明提供了一种钙钛矿结构多孔Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ材料及其制备方法。

本发明提供了一种钙钛矿结构多孔Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ材料的制备方法，所述方法包括：

1)制备符合化学式Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ中Ba、Sr、Co、Fe之间摩尔比的、含有Ba²⁺、Sr²⁺、Co²⁺、Fe³⁺的混合水溶液；

2)向步骤1)制备的混合水溶液中加入络合剂和结构稳定剂，并混合均匀，得到透明溶液或溶胶；

3)向步骤2)制备的透明溶液或溶胶中加入碳球，并搅拌使得碳球均匀分散，得到悬浊液；

4)加热下搅拌步骤3)中制备的悬浊液挥干其中溶剂得到干凝胶；

5)将步骤4)制备的干凝胶于900～1000℃下进行热处理，去除碳球，即得所述钙钛矿结构多孔Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ材料。