[发明专利]一维单晶LaFeO3纳米管及制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有一维单晶钙钛矿型氧化物纳米材料的制备，具体的说涉及以Fe₂O₃为模板制备一维单晶LaFeO₃纳米管水热合成法，属于LaFeO₃晶体技术领域。

背景技术

现代工业的发展在改善我们生活的同时也给环境带来了污染。工业废气(挥发性有机物VOCs等)是造成大气污染的主要来源。在VOCs污染控制的技术里，催化燃烧法是目前最常用的的去除技术，借助催化作用，VOCs可在较低温度（<500℃)下进行燃烧，其去除率通常高于95%。在催化燃烧中，催化剂的选择尤为关键。目前应用于VOCs催化燃烧的催化剂种类主要有负载型贵金属、单一金属氧化物和复合金属氧化物催化剂等。钙钛矿型氧化物是复合金属氧化物之一，因其具有价格低廉、催化活性可与贵金属相媲美、热稳定性好等优点而倍受关注。

LaFeO₃属钙钛矿(ABO₃)型氧化物,其结构、磁性和导电性已被大量文献报道。因其特殊的结构特点有着广泛应用，如做电极材料、催化剂、湿度传感器等，用途较为广泛。因此近年来，采用水热/溶剂热合成法、熔融盐固相合成技术、溶胶凝胶法等方法合成出了LaFeO₃纳米材料。Deng等(J.G.Deng,et al.,Environ.Sci.Technol,2010,44:2618)采用柠檬酸络合结合水热合成法制备了一系列钙钛矿型氧化物，LaFeO₃对甲苯的氧化反应中具有较高的活性。但是和掺杂Sr和Co的La_0.6Sr_0.4Co_0.9Fe_0.1O₃相比较活性还是很低。Qi等（S.Y.Qi,et al.,Chem.Res.Chinese Universities,2008,24:672）采用固相法制备了棒状的La_0.7Sr_0.3MnO₃。其中棒状结构的形成主要是以纤维状MnO₂作为模板，在950℃灼烧5h下形成的La_0.7Sr_0.3MnO₃棒状结构。研究其生长机理得知，La_0.7Sr_0.3MnO₃棒状结构的形成与纤维状MnO₂模板有关。Yang等(Y.Yang,et al.,J.Am.Ceram.Soc.,2008,91:3820)以TiO₂为模板，采用水热法制备了PbTiO₃纳米管。并且研究其生长机理得知，KOH溶液的添加使纳米管溶解并且在PbTiO₃溶解沉淀的过程中使其结晶化。Xiao等(X.L.Xiao,et al.,Nano Res.,2012,5:27)采用以CoCl₂·6H₂O和CO(NH₂)₂为原料制备的Co₃O₄纳米线为模板，混合LiOH，在750℃灼烧2h制备出LiCoO₂纳米线，具有优良的化学性能。Tang等(W.Tang,et al.,Nano Lett.,2013,13:2036)首先采用以多层碳纳米管为模板制备出覆盖有MnO₂的碳纳米管，然后以其为模板，混合LiOH在乙醇溶液中研磨，超声处理5h后，在700℃灼烧8h后得到LiMn₂O₄纳米管。

迄今为止，尚无文献和专利报道过合成出以Fe₂O₃为模板制备一维单晶LaFeO₃纳米管。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备具有一维单晶纳米结构的LaFeO₃制备方法。