[發明專利]溶膠凝膠-超聲化學法制備銅酸鑭（La2CuO4）粉體的方法

有效

• 申請號: 201110374897.0
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102502763A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 黃劍鋒;李意峰;劉佳;曹麗云;吳建鵬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01G3/00
• 分類號: C01G3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種銅酸鑭粉體的制備方法，具體涉及一種溶膠凝膠-超聲化學法制備銅酸鑭(La₂CuO₄)粉體的方法。

背景技術

La₂CuO₄是由鈣鈦礦層(ABO₃)和鹽巖層(AO)沿c軸方向以1：1的比例相互交疊而成的層狀類鈣鈦礦型(A₂BO₄)復合氧化物，它是一種p型半導體材料。由于La₂CuO₄是兩種不同結構的交替組合，除具有與ABO₃鈣鈦礦結構相類似的一些性能外，還具有一系列的獨特性能，如層狀結構、超導性和高效催化性能等。同ABO₃相比，A₂BO₄型氧化物中AO巖鹽層的存在，使ABO₃層中的BO₆八面體發生畸變，從而在較大的彈性范圍內使結構穩定。A₂BO₄型復合氧化物本身是一種非整比化合物，結構中可能存在著氧空位，使其具有氣敏性，成為優良的半導體傳感器。

在超導材料方面，人們期望獲得轉變溫度T_C高的新材料，以達到大規模應用的目的，這種研究使得超導體系由最初的金屬元素組成的元素超導體擴展到化合物和合金超導體、有機物超導體、重費米子超導體(由鑭系或錒系元素組成的化合物，其超導電性與有效質量較大的4f電子有關，電子是費米子，故稱“重費米子超導體”)等種類繁多，數目龐大的超導家族。在如此眾多的超導體中，超導轉變溫度的提高卻不盡人意。這種狀況直到1986年Bednorz和Müller在Ba-La-Cu-O氧化物中發現35K的超導轉變溫度后才得以改變。由于高溫超導理論還沒有很好的建立，探索工作的進展是緩慢的。雖然新超導體和更高溫度超導性時有報道，但真正的新突破還沒有取得，但由于La₂CuO₄體系結構和化學成份簡單，可摻雜范圍廣，是研究超導機理理想的材料，因而受到廣泛的重視。

此外，La₂CuO₄在汽車尾氣催化凈化、氮氧化物催化消除、有機物催化氧化等領域也具有良好的應用前景。

目前所報道的制備La₂CuO₄的方法主要有：固態反應法[YANG?Dongsheng，WU?Baimei，ZHENG?Weihua，et?al.THERMAL?CONDUCTIVITY?OF?EXCESS-OXYGEN-DOPED?La₂CuO₄[J].CHINESE?JOURNAL?OF?LOW?TEMPERATURE?PHYSICS，2001，23(1)：44-47]，自蔓延燃燒法[WANG?Xiaohui，ZHOU?Yanchun.Preparation?of?La₂CuO₄?precursor?powers?by?self-propagating?combustion?synthesis?and?their?crystallization[J].Chinese?Juournal?of?Material?Research.2001，15(4)：387-393.]，水熱法[ZHANG?Yue，ZHANG?Lei，DENG?Jiguang，et?al.Hydrothermal?fabrication?and?catalytic?performance?of?single-crystalline?La_2-XSr_XCuO₄(x＝0，1)with?specific?morphologies?for?methane?oxidation[J].Chinese?Journal?of?Catalysis，2009，30(4)：347-354.]等。

但這些方法都存在著自身的不足之處，例如，固態反應法為了獲得純度高的目標產物，反應物粉應該足夠細，且需要在高溫下長時間焙燒以及多次中間研磨，該方法耗費時間，且在產物中有較多的雜質相；對于自蔓延燃燒法，燃燒反應十分劇烈，燃燒溫度較高，反應過程快，不好控制，產品易于燒結，且產品中極有可能出現非平衡相或亞穩相；對于水熱法，由于反應在密閉的容器中進行，無法觀察生長過程，不直觀，且設備要求高(耐高溫高壓的鋼材，耐腐蝕的內襯)，技術難度大(溫壓控制嚴格)，安全性能差。