[发明专利]钙钛矿型复合氧化物LaFeO3单分散微米空心球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿型复合氧化物LaFeO₃单分散微米空心球及尿素辅助、柠檬酸络合的低温水热制备方法，属于微纳米功能材料技术领域。

背景技术

由于钙钛矿型复合氧化物LaFeO₃具有优异的磁电性能，被广泛应用于固体燃料电池、固体电解质、传感器及多相催化等相关领域，关于其微纳米粒子的制备方法已比较成熟，主要有燃烧法、固相法、柠檬酸络合法、溶胶凝胶法、水热法、模板法等，但用于制备具有特殊形貌结构LaFeO₃材料的方法还比较少，已见报导的多用于制备LaFeO₃纤维，如溶胶凝胶法结合静电纺丝技术（J.Leng et al.,Mater.Lett.,2010,64:1912-1914），以棉花为模板制备多孔的空心LaFeO₃纤维的生物模板法（P.Song et al.,Sens.Actuators B,2010,147:248–254）,以棉布为模板制备层级结构的LaFeO₃纹状纤维的纳米复制法（P.Li et al.,Nanoscale,2011,3,974-976）,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为模板制备三维有序大孔结构LaFeO₃纳米材料的胶晶模板法（M.Sadakane et al.,J.Solid State Chem.,2010,183,1365-1371），或在钠盐存在下制备微米LaFeO₃立方块（W.Zheng et al.,Mater.Lett.，2000，43，19-22），Li等则采用水热和柠檬酸络合联用技术，将在180℃的水热条件下得到的金属柠檬酸配合物前驱体洗涤、干燥、于800℃焙烧后制得了LaFeO₃多孔空心球(X.Liet al.,Chem.Mater.,2010,22:4879-4889；中国发明专利，授权号:CN 101804353B)。此外，也有关于其它球形钙钛矿型氧化物的相关文献报道，但多采用模板法进行制备，例如：Kim等采用SiO₂微球为硬模板合成三维有序大孔碳，然后用前驱体溶液浸渍，在氧气气氛中于800℃焙烧前驱物，制得了空心球状的La_0.7Ca_0.3MnO₃（Y.N.Kim et al.,J.Appl.Phys.,2004,95:7088-7090）；本课题组直接采用PMMA微球为模板，也制备出了空心球状的钙钛矿型复合氧化物LaMnO₃和LaCoO₃（中国发明专利，申请号：201010289455.1），此外还采用引入葡萄糖作为硬模板源的柠檬酸络合-水热一锅法原位制备出了SrFeO₃多孔空心球（中国发明专利，申请号：201010522414.2）。但迄今为止，国内外文献和专利尚无报道过高度单分散的LaFeO₃微米空心球的简单、高效、经济、绿色的低温水热制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高度单分散钙钛矿型复合氧化物LaFeO₃及简单、高效、经济、绿色的低温合成方法，制备一种高度单分散的LaFeO₃微米空心球，具体涉及以尿素为添加剂和以柠檬酸为络合剂的水热—一锅法原位、低温制备高度单分散LaFeO₃微米空心球的方法。

钙钛矿型复合氧化物LaFeO₃单分散微米空心球，其特征在于，微米空心球呈单分散状态，微米空心球外径在1~7微米之间，为钙钛矿晶相。微米空心球优选壁厚为200~700纳米，微球表面致密并分布着小的丘型突起，球体上具有不规则的裂痕。