[发明专利]锰酸镧的制备方法及应用

说明书

本发明提供了锰酸镧的制备方法和应用。制备方法包括如下步骤：步骤1、将硝酸镧和硝酸锰按照摩尔比1：1混合均匀，然后加入柠檬酸并且溶解在去离子水和无水乙醇中配制成溶液；步骤2、向步骤1的溶液中加入活性炭模板形成混合溶液；步骤3、将步骤2中的混合溶液超声60min再静置12h；步骤4、将所得到的聚合物置于60℃烘箱中干燥12h；步骤5、将步骤4所得样品于马弗炉中350℃下煅烧3h后在650～750℃下煅烧1～3h去除活性炭模板，得到立方密堆积结构锰酸镧。本发明的立方颗粒堆积结构锰酸镧的制备工艺简单，具有成本较低、较高的催化活性和良好的热稳定性等优点。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及锰酸镧的制备方法及应用。

背景技术

复合氧化物具有优异的氧化/还原特性、高机械强度、良好的热稳定性，因而在现代化学工业中被广泛用作催化剂。其中，钙钛矿型复合氧化物尤其引人注目。上世纪50年代以来，钙钛矿型复合氧化物在催化燃烧、光催化、燃料电池、金属-空气电池、环境催化、催化加氢、催化裂化等得到了广泛的应用和研究。目前用于合成钙钛矿的方法有共沉淀法、溶胶－凝胶法、固相法、水热法等很多种，但是这些方法制备出的钙钛矿比表面积较小，钙钛矿复合氧化物的应用前景由于其较低的比表面积被限制。制备多孔金属氧化物材料主要采用模板法，钙钛矿复合氧化物由于其组成和结构的特殊性以及优秀的热稳定性、氧化还原性能、氧迁移率和电子离子导电性。近年来在催化剂领域引起了人们的广泛关注。

具有钙钛矿结构的复合过渡金属氧化物因其低廉的价格、较高的催化活性和良好的热稳定性，近年来在VOCs的催化燃烧领域受到了广泛关注。但采用传统方法制备的钙钛矿型氧化物催化剂的比表面积较小，催化活性受到很大的限制，在一定程度上阻碍了其商业化应用。因此，采用合适的制备方法增大比表面积、提高催化活性，是当前钙钛矿型氧化物催化剂的研究热点之一。

发明内容

本发明提供一种铝空气电极催化剂材料立方颗粒堆积结构锰酸镧的制备方法及应用。本发明的立方颗粒堆积结构锰酸镧的制备工艺简单，具有低廉的价格、较高的催化活性和良好的热稳定性等特征。

本发明提供了一种锰酸镧的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将硝酸镧和硝酸锰按照摩尔比1：1混合均匀，然后加入柠檬酸并且溶解在去离子水和无水乙醇中配制成溶液；

步骤2、向步骤1的溶液中加入活性炭模板形成混合溶液；

步骤3、将步骤2中的混合溶液超声60min再静置12h；

步骤4、将所得到的聚合物置于60℃烘箱中干燥12h；

步骤5、将步骤4所得样品于马弗炉中350℃下煅烧3h后在650～750℃下煅烧1～3h去除活性炭模板，得到立方密堆积结构锰酸镧。

在上述制备方法中，硝酸镧、硝酸锰、柠檬酸、去离子水、乙醇、活性炭模板分别为5mmol、5mmol、10mmol、5ml、15ml、0.1～0.3g。

在上述制备方法中，步骤1中的硝酸镧和硝酸锰为La(NO₃)₃·6H₂O和Mn(NO₃)₂。

本发明还提供了上述制备方法制备得到的锰酸镧的应用，将立方颗粒堆积结构锰酸镧与乙炔黑按质量比为6:4混合作为空气电极催化层，压制成长4cm，宽3cm的工作电极，以铝板为负极，电解液采用6mol/L的KOH溶液，在有机玻璃框架中组成铝-空气电池。

本发明制备立方颗粒堆积结构锰酸镧的方法简单易操作，便于大规模生产，所生产的立方颗粒堆积结构锰酸镧可以扩大铝空气电极催化剂的选择，为开发新的金属-空气电池具有指导作用。

附图说明

图1是本发明实施例2制备得到的立方颗粒堆积结构锰酸镧XRD图；