[發明專利]一種液體后處理提高鈣鈦礦類氧化物比表面積的方法

有效

• 申請號: 201210224803.6
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102765964A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 邵宗平;陳登潔;蘇超;冉然
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C04B41/81
• 分類號: C04B41/81
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發明屬于材料領域，涉及一種提高鈣鈦礦類氧化物比表面積的方法，尤其涉及一種液體后處理提高鈣鈦礦類氧化物比表面積的方法。

背景技術

一類具有離子、電子、混合離子-電子導電能力的鈣鈦礦類氧化物已經在燃料電池、金屬-空氣電池、尾氣催化、超導體、傳感器、環保、新材料改性等眾多領域得到廣泛應用。

人們普遍認為鈣鈦礦類氧化物的一些重要特性，如催化活性、氧還原活性和其比表面積的大小密切相關。

鈣鈦礦類氧化物通常是采用固相方法合成。由于固相方法合成是在高溫下（>1000°C）通過固相間的反應合成，而固體氧化物顆粒在高溫下很容易發生團聚并燒結，從而使得顆粒長大，比表面積減小，因此要通過該方法獲得高比表面積的鈣鈦礦類固體氧化物是非常困難的。傳統的固相方法合成的鈣鈦礦類固體氧化物的比表面積通常小于2m²g^-1，這在一定程度上限制了其應用。

一些新的方法，如：溶膠-凝膠法，噴霧-干燥法，冷凍-干燥法，檸檬酸絡合法，乙二胺四乙酸-檸檬酸聯合絡合法，火焰-裂解法，共沉淀法等最近被開發來避免傳統固相合成方法帶來的缺點。但是這些方法不僅合成過程中需要的步驟多，還需要用到大量的有機液體、昂貴的試劑和前驅體。另外這些方法，有的依然需要在高溫下焙燒后才能獲得不含雜相的鈣鈦礦類氧化物，故其最終的比表面積依然較低。

也有報道采用納米鑄型法來合成高比表面積的鈣鈦礦類氧化物。該方法是把目標材料限制在多孔固體（模板）的孔道中，材料成相后再把模板去除。但是該方法依然存在制備復雜，并且對模板的微觀結構的要求非常高，且模板也存在難合成的缺點。

鑒于此，在不改變鈣鈦礦類氧化物原有結構的條件下，使用經濟、簡易的方法提高其比表面積具有重大意義。

發明內容

本發明的目的是針對鈣鈦礦類固體氧化物的比表面積低的問題，提供一種提高其比表面積的方法，即一種液體后處理提高鈣鈦礦類氧化物比表面積的方法，該方法在制備過程中不使用其它復雜、高價的輔助設備，且操作工藝簡單易于大規模制備。

本發明的技術方案為：一種液體后處理提高鈣鈦礦類氧化物比表面積的方法，其特征是：把鈣鈦礦類氧化物放在液體中浸泡，然后抽濾、烘干；其中鈣鈦礦類氧化物與液體的質量體積比為1-100g?L^-1。

優選所述的鈣鈦礦類氧化物為鈣鈦礦氧化物、類鈣鈦礦氧化物或雙鈣鈦礦氧化物。

優選所述的鈣鈦礦氧化物的分子式為ABO_3-δ；其中A位陽離子為稀土金屬離子或堿土金屬離子中的一種或幾種，更優選Ba、La或Sr；B位陽離子為過渡金屬離子的一種或幾種，更優選Co和Fe；0≤δ≤1。

優選所述的類鈣鈦礦氧化物的分子式為A₂BO_4+δ；其中A位陽離子為稀土金屬離子或堿土金屬離子中的一種或幾種，更優選La、Pr或Gd，B位陽離子為過渡金屬離子的一種或幾種，更優選Ni，0≤δ≤1。

優選所述的雙鈣鈦礦氧化物的分子式為AA’B₂O_5+δ；其中A和A’位陽離子為稀土金屬離子或堿土金屬離子中的一種或幾種，且A和A’不能相同；A更優選La、Pr、Sm或Gd，A’更優選Ba，B位陽離子為過渡金屬離子的一種或幾種，更優選Co或Fe，0≤δ≤1。

優選所述的液體為水、檸檬酸溶液或雙氧水溶液中的一種或幾種。

優選所述的液體為水，優選水的溫度為80-100°C；所述的液體為雙氧水溶液，優選其濃度為0.1-10M，其溫度為室溫即可；所述的液體為檸檬酸溶液，優選其濃度為10^-4-1M，其溫度為室溫即可。

把鈣鈦礦類氧化物放在液體中浸泡的時間一般為5-120min；控制液體中不再產生氣泡或液體中不再產生水霧的一種。

優選所述的烘干溫度為200~400°C，烘干時間為10-120min。

有益效果：

本發明在保證不破壞鈣鈦礦類氧化物原有結構的基礎上，采用液體后處理的方法提高其比表面積，且本發明方法操作簡單易于大規模制備。通過采用本發明方法處理后的鈣鈦礦類氧化物的比表面積可以達到15m²g^-1以上。

附圖說明