[發明專利]多孔LaCr氧化物-碳復合材料及其合成方法

在審

• 申請號: 201610083706.8
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN107046137A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 楊沄芃;梁硯琴;崔振鐸;楊賢金;朱勝利;李朝陽
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)12214
• 代理人: 王秀奎

1.一種多孔La Cr氧化物—碳復合材料，其特征在于，包括：La_xCr_2-xO₃和碳，所述La_xCr_2-xO₃和碳均勻混合且形成La Cr氧化物—碳復合層，所述La Cr氧化物—碳復合層上設有孔，其中，在所述多孔La Cr氧化物—碳復合材料中，碳為70-90wt％，0.5≤x≤2，所述孔為200-400nm。

2.根據權利要求1所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料，其特征在于，所述La Cr氧化物—碳復合層的厚度為60-200nm，厚度優選為80-150nm，所述孔優選為250-310nm，碳優選為80-88wt％。

3.根據權利要求1所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料，其特征在于，所述La_xCr_2-xO₃顆粒由兩種氧化物材料組成，所述氧化物材料為La₂O₃+La₂CrO₆、La₂CrO₆+LaCrO₄或LaCrO₄+Cr₂O₃。

4.一種如權利要求1-3中任意一項所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料的合成方法，其特征在于，按照下述步驟進行：

步驟1，將La(NO₃)₃和Cr(NO₃)₃的混合物加入到溶劑溶液中并均勻分散，得到反應溶液，其中，按摩爾計，La(NO₃)₃和Cr(NO₃)₃的比為(1-3)：(1-3)；所述溶劑溶液為乙二醇和甲醇的均勻混合溶液，且在所述溶劑溶液中，乙二醇和甲醇的體積比為1：(0.9-1.2)；

步驟2，在步驟1所得的反應溶液中加入直徑為200-320納米的PMMA微球膠體模板，浸泡20-30小時，進行真空抽濾，得到包覆有反應溶液的PMMA微球膠體模板；

步驟3，將步驟2制備所得的包覆有反應溶液的PMMA微球膠體模板在50-80℃干燥6-12小時，干燥后在氮氣氣氛下，從室溫20-25℃以5-15℃/min的升溫速度升至550-700℃，并在550-700℃加熱1-3小時，自然冷卻至室溫20-25℃，得到多孔La Cr氧化物—碳復合材料。

5.根據權利要求4所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料的合成方法，其特征在于，在所述步驟1中，在所述反應溶液中，鑭、鉻摩爾濃度和為1.8-2.2mol/L。

6.根據權利要求5所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料的合成方法，其特征在于，在所述步驟1中，在所述反應溶液中，鑭、鉻摩爾濃度和為1.9-2.1mol/L。

7.根據權利要求4所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料的合成方法，其特征在于，乙二醇和甲醇的體積比為1：(0.95-1.1)；按摩爾計，La(NO₃)₃和Cr(NO₃)₃的比為(0.5-1)：(2-3)。

8.根據權利要求4所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料的合成方法，其特征在于，均勻分散選擇攪拌或者超聲。

9.根據權利要求4所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料的合成方法，其特征在于，在所述步驟2中，所述PMMA微球膠體模板的直徑為210-280nm；在所述反應溶液中加入PMMA微球膠體模板，浸泡22-26小時。

10.根據權利要求4所述的多孔La Cr氧化物—碳復合材料的合成方法，其特征在于，在所述步驟3中，從室溫20-25℃以6-10℃/min的升溫速度升至580-650℃，并在580-650℃加熱1.5-2.5小時，自然冷卻至室溫20-25℃，得到多孔La Cr氧化物—碳復合材料。