[發(fā)明專利]一種B位過剩的Ruddlesden-Popper納米催化材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810101388.2
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108404921A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 王海輝;唐思遠;薛健
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J37/03;B01J37/08;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發(fā)明屬于催化材料技術領域，公開了一種B位過剩的Ruddlesden?Popper納米催化材料。所述催化材料的化學表達式為A₂B_1+xO₄，其中x＝0～0.05，A位為鑭系金屬，B位為金屬鎳。將鑭系金屬化合物、鎳源化合物按2:(1+x)的比例溶于蒸餾水或硝酸中，加入絡合劑，調節(jié)pH值至6～9，120～200℃下加熱攪拌蒸干，然后依次于300～450℃煅燒、900～1200℃燒結成相，得到前驅粉體；將前驅粉體在醇類溶劑下球磨處理，然后加入分散劑，離心，固體沉淀物于500～800℃煅燒去除有機殘留物，得到產(chǎn)物。

技術領域

本發(fā)明屬于催化材料技術領域，具體涉及一種B位過剩的Ruddlesden-Popper納米催化材料。

背景技術

催化劑對于處理最緊迫的社會和環(huán)境的挑戰(zhàn)至關重要，無論是從化石燃料有害性氣體及溫室氣體的減排，到可持續(xù)的清潔能源和化學品的生產(chǎn)，都離不開催化劑。催化劑將化石燃料燃燒排放的有害性氣體轉化為良性分子H₂O和N₂。而CO₂的減排則需要開發(fā)先進的儲能設備和捕捉CO₂的技術，進而逐步以太陽能等可持續(xù)能源應用取代化石燃料。其中，當今太陽能設備的白晝和夜晚所存在的能源供應間歇問題，通過材料的電化學儲能可以得到有效的解決。盡管鋰離子電池已經(jīng)在運輸工具和一些固定的設備中得到廣泛應用，但更高活性單位質量和單位體積的材料依然具有廣泛的工業(yè)運用前景。

不幸的是，由于主反應的動力學反應緩慢，這些已被應用的設備的效率普遍較低。提高生產(chǎn)清潔氣體和可持續(xù)能源的效率需要具有地球豐富的元素構成和較比現(xiàn)今更好活性和穩(wěn)定性的催化劑。一方面貴金屬催化劑在處理空氣污染物和燃料電池氧還原方面得到很好的開發(fā)應用；另一方面具有高活性、選擇性和穩(wěn)定性的無機非貴金屬材料也很好的迎合了全球環(huán)境和能源需求。

Ruddlesden-Popper材料具有組成結構可調節(jié)的特點，但通過材料的選取以及制備方法制備出性能更加優(yōu)異的催化劑，仍是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發(fā)明內容

針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種B位過剩的Ruddlesden-Popper納米催化材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述B位過剩的Ruddlesden-Popper納米催化材料的制備方法。

本發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種B位過剩的Ruddlesden-Popper納米催化材料，其化學表達式為A₂B_1+xO₄，其中x＝0～0.05，A位為鑭系金屬，B位為金屬鎳。

優(yōu)選地，所述A位為鑭、鈰、鐠或釹。

上述B位過剩的Ruddlesden-Popper納米催化材料的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)將鑭系金屬化合物、鎳源化合物按金屬離子摩爾比A:Ni＝2:(1+x)的比例溶于蒸餾水或硝酸中，加入絡合劑混合攪拌，調節(jié)pH值至6～9，120～200℃下加熱攪拌蒸干，然后于300～450℃煅燒，再于900～1200℃燒結成相，得到前驅粉體；

(2)將所得前驅粉體在醇類溶劑條件下球磨處理、過篩分離，得到混合液；

(3)往所得混合液中加入分散劑，離心處理，固體沉淀物于500～800℃煅燒去除有機殘留物，得到所述B位過剩的Ruddlesden-Popper納米催化材料。

優(yōu)選地，所述鑭系金屬化合物為鑭源、鈰源、鐠源或釹源；所述鑭源選自硝酸鑭、乙酸鑭、草酸鑭或氧化鑭；所述鈰源選自硝酸鈰、乙酸鈰、草酸鈰或二氧化鈰；所述鐠源選自硝酸鐠、乙酸鐠或氧化鐠；所述釹源選自硝酸釹、乙酸釹或氧化釹。