[发明专利]一种钙钛矿型催化材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种钙钛矿型催化材料的制备方法，其包括以下步骤，1分别称取钙钛矿金属氧化物和金属硝酸盐前驱体；2将步骤1的钙钛矿金属氧化物、金属硝酸盐前驱体和去离子水同时放入反应釜中，金属硝酸盐前驱体的添加量为钙钛矿金属氧化物重量的1‑5wt%，每克钙钛矿金属氧化物添加2‑10ml的去离子水；3将上述反应釜密封后置于烘箱200‑250℃，反应3‑5h；4反应结束后，自然冷却，用乙醇和去离子水交替洗涤过滤；5在80℃烘干，然后在600℃下焙烧1‑3h。本发明通过添加金属离子优化处理钙钛矿金属氧化物催化剂，改善了传统方法制备的钙钛矿金属氧化物催化剂的不足，增大了比表面积，因而更高效地催化降解甲烷。

技术领域

本发明属于催化材料技术领域，具体地说，它涉及一种钙钛矿型催化材料的制备方法。

背景技术

目前，世界能源仍处于以煤，石油等化石能源的基础之上。随着人们环保意识的提高，在对能源开发与使用过程中以甲烷为主要成分的清洁能源天然气优势明显，但是它的使用给世界带来发展与进步的同时也带来了环境污染等问题。在碳氢化合物中，甲烷是最难被氧化的，这种低反应性与其分子的对称性有关。传统的甲烷燃烧需要在1500℃以上的高温下进行，因此生成了严重污染环境的NOx，CO等气体污染物；并且甲烷本身就是一种温室气体，其温室效应比同样体积的CO₂大25倍。甲烷的多相催化燃烧能够提高甲烷的能源利用率，降低污染物的排放，因此甲烷的催化燃烧在能源应用和减少环境污染方面引起了较大的关注。

甲烷催化燃烧技术的关键就是寻找一种活性及稳定性最佳的催化剂材料。相比于高成本的贵金属，钙钛矿催化剂由于其优异的氧化还原性能、水热稳定性等被越来越多的人关注。但是多孔钙钛矿的制备方法，如模板法制备过程复杂，成本较高，其他方法也需要高温和长时间煅烧，因此导致较低的表面积和表面催化反应效率。所以需要研发能够制备较大的表面积和催化效率的制备方法，能够更高效的降解甲烷。

发明内容

本发明的目的是提供一种钙钛矿型催化材料的制备方法，通过添加金属离子优化处理钙钛矿金属氧化物催化剂，改善了传统方法制备的钙钛矿金属氧化物催化剂的不足，增大了比表面积，因而更高效地催化降解甲烷。

为实现上述目的，本发明制备方法包括以下步骤，其包括以下步骤，

（1）分别称取钙钛矿金属氧化物和金属硝酸盐前驱体；

（2）将步骤（1）的钙钛矿金属氧化物、金属硝酸盐前驱体和

去离子水同时放入反应釜中，金属硝酸盐前驱体的添加量为钙钛矿金属氧化物重量的1 wt%-5wt%，每克钙钛矿金属氧化物添加2-10ml的去离子水；

（3）将上述反应釜密封后置于烘箱200-250℃，反应3-5h；

（4）反应结束后，自然冷却至室温，用乙醇和去离子水交替洗涤过滤3~6次；

（5）将步骤（4）得到的产物在80℃烘干，然后在600℃下焙烧1-3h。

进一步地，步骤（1）中，所述钙钛矿金属氧化物为LaCoO₃ 、LaMnO₃ 、LaFeO₃ 、LaNiO₃、LaCrO₃、La_1-xSr_xCoO₃、LaCo_1-xMg_xO₃或La_1-xCe_xCoO₃中的一种。

进一步地，金属硝酸盐前驱体为稀土硝酸盐、过渡金属硝酸盐或碱土金属硝酸盐中的一种。

进一步地，所述稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈、硝酸钆、硝酸钐或硝酸钕中的一种。