[发明专利]具有钙钛矿结构的氧化还原反应催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有钙钛矿结构的氧化还原反应催化剂，所述催化剂为沉积在基片上的La_xSr_1-xCoO_3-δ薄膜，其中，0.5≤x≤0.9，0<δ<1.5。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述薄膜的厚度为1～500nm，优选为10～200nm。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述基片为(LaAlO₃)_0.3(SrAl_0.5TaO₃)_0.7、yPb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-(1-y)PbTiO₃(0.8<y<0.5)、LaAlO₃、SrTiO₃、NdGaO₃、LaNiO₃、DyScO₃、NdScO₃、MgO、Pb(Zr,Ti)O₃、(Ba,Sr)TiO₃、BiFeO₃、BaTiO₃和PbTiO₃中的一种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的催化剂，其中，所述薄膜沉积在所述基片的(001)面、(011)面或其斜切取向上，优选地，所述基片的厚度为0.05～1mm。

5.权利要求1至4中任一项所述的氧化还原反应催化剂的制备方法，所述制备方法包括：

1)制备La_xSr_1-xCoO₃靶材，其中，0.5≤x≤0.9；

2)应用脉冲激光沉积法，使步骤1)制得的靶材在基片的(001)面、(011)面或其斜切取向上沉积，形成La_xSr_1-xCoO_3-δ薄膜，其中，0.5≤x≤0.9，0<δ<1.5。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤1)采用固相烧结法制备所述La_xSr_1-xCoO₃靶材，优选地，所述固相烧结法包括：按照原子摩尔比称取原料La₂O₃、SrCO₃和Co₃O₄，放入坩埚内进行烘料；烘烤后趁热取出，充分研磨使其均匀混合；然后将研磨得到的粉末放入坩埚内并置于马弗炉中，在800～1000℃预烧5～15h；所得产物经再次充分研磨后在1100～1300℃煅烧24～36h；再进行第三次充分研磨，然后压型，并在1200～1400℃烧结32～40h获得所述La_xSr_1-xCoO₃靶材。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，步骤2)中所述脉冲激光沉积法的条件包括：脉冲激光能量为50～800mJ；基片与靶材之间的距离为20～80mm；薄膜沉积温度为600～900℃；背底真空度小于5×10^－4Pa；氧气压强为10^-2～200Pa。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的制备方法，其中，步骤2)中所述脉冲激光沉积法的沉积时间为1～60分钟，优选为5～45分钟；脉冲激光频率为1～12Hz，优选为2～8Hz。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的制备方法，其中，所述步骤2)还包括：待薄膜生长结束，在10^-4～10⁵Pa的氧气或空气气氛中冷却至室温。