[发明专利]一种钙钛矿型氧化物催化剂、其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种钙钛矿型氧化物催化剂、其制备方法与应用。所述钙钛矿型氧化物催化剂的制备方法包括：将钐源、锶源、钴源、络合剂、钆源与铈源混合均匀，加入粘结剂，并使获得的均匀混合反应体系进行原位复合，获得暗黄色海绵状前驱体；对所述暗黄色海绵状前驱体进行高温煅烧处理，获得钙钛矿型氧化物催化剂。本发明提供的钐掺杂改性的钴酸锶与氧化铈掺杂的氧化钆的原位复合制备钙钛矿型氧化物催化剂的制备方法采用的实验原料成本低廉，易于获取，采用原位复合工艺可将两种催化材料良好结合生长在一起，此复合制备工艺简单可行，周期短，催化活性高，所获材料催化性能良好，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿型氧化物催化剂及其制备方法，尤其涉及一种钐掺杂改性的钴酸锶与氧化铈掺杂的氧化钆的原位复合制备钙钛矿型氧化物催化剂的制备方法，以及该催化剂在催化领域中的应用，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

为缓解能源危机及温室气体排放、气候变暖、环境恶化等问题，我国正在全力推进新能源行业的发展。目前，新能源汽车行业的发展日新月异，其关键的三电技术：电池、电机、电控的发展也是百花齐放百家争鸣。然而，作为新能源汽车的动力源，燃料电池的发展始终受到氧气极缓慢的动力学反应制约，目前燃料电池氧气极催化剂的复合制备工艺复杂繁琐，周期长，氧还原性能差，因此，亟需对此类复合工艺进行改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钐掺杂改性的钴酸锶与氧化铈掺杂的氧化钆的原位复合钙钛矿型氧化物催化剂及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供所述催化剂的应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种钐掺杂改性的钴酸锶与氧化铈掺杂的氧化钆的原位复合制备钙钛矿型氧化物催化剂的制备方法，其包括：

将钐源、锶源、钴源、络合剂、钆源与铈源混合均匀，加入粘结剂，并使获得的均匀混合反应体系进行原位复合，获得暗黄色海绵状前驱体；

对所述暗黄色海绵状前驱体进行高温煅烧处理，获得钙钛矿型氧化物催化剂。

在一些实施方案中，所述钐源、锶源与钴源的摩尔比为X：(1-X)：1，其中，0≤X≤0.5。

在一些实施方案中，所述制备方法还包括：使获得的均匀混合反应体系于50～90℃搅拌1～5h进行原位复合，之后于80～200℃优选120～180℃，烘干10～15h，获得暗黄色海绵状前驱体，之后进行压片，再进行所述的高温煅烧处理。

进一步地，在进行压片时采用的压力为150～250MPa。

在一些实施方案中，所述高温煅烧处理的温度为800～1300℃，优选为900～1250℃，所述高温煅烧处理的时间为5～15h。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的钙钛矿型氧化物催化剂，其化学式为Sr_1-xSm_xCoO₃-GdCe，其中0≤X≤0.5。

进一步地，所述钙钛矿型氧化物催化剂具有钙钛矿四方结构。

进一步地，所述钙钛矿型氧化物催化剂的颗粒分布均匀且呈薄片状，尺寸为30～100μm。

进一步地，所述钙钛矿型氧化物催化剂的颗粒表面分布有复数个小孔，所述小孔的尺寸为2～10μm。

本发明实施例还提供了前述的钙钛矿型氧化物催化剂于制备燃料电池催化剂材料中的应用。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

本发明的实验原料成本低廉，易于获取，采用原位复合工艺可将两种催化材料良好结合生长在一起，此复合制备工艺简单可行，周期短，催化活性高，所获材料催化性能良好，应用前景广泛。