[发明专利]具有介孔孔壁的三维有序大孔La1-xSrxCrO3的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有介孔孔壁的三维有序大孔钙钛矿型氧化物的制备方法，具体地说涉及以表面活性剂P123和柠檬酸辅助的硬模板法制备具有介孔孔壁的三维有序大孔钙钛矿型氧化物La_1-xSr_xCrO₃(x＝0，0.4)的方法，它属于纳微米功能材料合成领域。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)污染大气环境，而催化氧化法是最有效的治理VOCs的手段，钙钛矿型氧化物(ABO₃)则是理想的VOCs氧化的催化材料，其中以La_1-xSr_xMO₃(M＝Cr，Mn，Co)为最佳。将ABO₃制成大孔/介孔材料，则可提高比表面积，其三维结构允许物质从各个方向进入孔内，降低物质扩散阻力，为物质的扩散提供最佳流速及更高的效率，在作为载体、催化剂、分离材料和电极材料等众多领域有着广阔的应用前景。

传统方法难以获得三维有序大孔的ABO₃，而借助硬模板(如PMMA等纳微米球)则可制备出高比表面积三维有序大孔或介孔3DOM ABO₃，人们借助硬模板剂(PS、PMMA、SiO₂等)、软模板剂(表面活性剂)已合成出大量的三维有序大孔材料。然而大孔材料一般具有较小的比表面积，传质分子缺乏必要的反应场所，所以合成三维有序大孔材料并且使其孔壁具有微孔或中孔孔隙，进而大大提高材料的比表面积，这对于催化有着重要意义。Kim等(Y.N.Kim，et al.，S olid State Communications，2003，128，339-343)采用金属的醋酸盐为原料，将醋酸盐溶于2-甲氧基醇和硝酸的混合溶剂，把醋酸盐转化为醇盐，从而成功制备出了3DOM钙钛矿型复合氧化物La_0.7Ca_0.3MnO₃。Ueda研究小组(Ueda，et al.，C hemistry of Materials，2005，17，3546-3551)报道了一种使用硝酸盐作为起始原料制备3DOM复合氧化物的方法，把各金属硝酸盐溶于乙二醇，然后将所得前驱体溶液填充到PS或PMMA胶体晶体模板内，前驱体能够在较低的温度(约为100℃)即模板被烧掉之前发生原位硝酸盐氧化而生成混合金属乙二醇盐，因此，液态前驱体得以固化形成骨架，再通过焙烧可以将多金属乙二醇盐转化为复合金属氧化物，同时将聚合物模板除去，这样可制备得到3DOM

La_1-xSr_xFeO₃(x＝0～0.4)。Xu等采用PMMA微球为硬模板，以硝酸镧，硝酸钴和硝酸铁为金属源，以乙二醇和甲醇为溶剂，将所得前驱物在空气气氛中于700℃焙烧后制得了钙钛矿型氧化物LaCo_xFe_1-xO₃(x＝0-0.5)(J.F.Xu，et al.，Catalysis Today，2010，153，136-142)。采用以上方法无法制备出孔壁具有介孔结构的三维有序大孔钙钛矿型氧化物。