[发明专利]溶胶凝胶-超声化学法制备铜酸镧（La2CuO4）粉体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜酸镧粉体的制备方法，具体涉及一种溶胶凝胶-超声化学法制备铜酸镧(La₂CuO₄)粉体的方法。

背景技术

La₂CuO₄是由钙钛矿层(ABO₃)和盐岩层(AO)沿c轴方向以1：1的比例相互交叠而成的层状类钙钛矿型(A₂BO₄)复合氧化物，它是一种p型半导体材料。由于La₂CuO₄是两种不同结构的交替组合，除具有与ABO₃钙钛矿结构相类似的一些性能外，还具有一系列的独特性能，如层状结构、超导性和高效催化性能等。同ABO₃相比，A₂BO₄型氧化物中AO岩盐层的存在，使ABO₃层中的BO₆八面体发生畸变，从而在较大的弹性范围内使结构稳定。A₂BO₄型复合氧化物本身是一种非整比化合物，结构中可能存在着氧空位，使其具有气敏性，成为优良的半导体传感器。

在超导材料方面，人们期望获得转变温度T_C高的新材料，以达到大规模应用的目的，这种研究使得超导体系由最初的金属元素组成的元素超导体扩展到化合物和合金超导体、有机物超导体、重费米子超导体(由镧系或锕系元素组成的化合物，其超导电性与有效质量较大的4f电子有关，电子是费米子，故称“重费米子超导体”)等种类繁多，数目庞大的超导家族。在如此众多的超导体中，超导转变温度的提高却不尽人意。这种状况直到1986年Bednorz和Müller在Ba-La-Cu-O氧化物中发现35K的超导转变温度后才得以改变。由于高温超导理论还没有很好的建立，探索工作的进展是缓慢的。虽然新超导体和更高温度超导性时有报道，但真正的新突破还没有取得，但由于La₂CuO₄体系结构和化学成份简单，可掺杂范围广，是研究超导机理理想的材料，因而受到广泛的重视。

此外，La₂CuO₄在汽车尾气催化净化、氮氧化物催化消除、有机物催化氧化等领域也具有良好的应用前景。

目前所报道的制备La₂CuO₄的方法主要有：固态反应法[YANG Dongsheng，WU Baimei，ZHENG Weihua，et al.THERMAL CONDUCTIVITY OF EXCESS-OXYGEN-DOPED La₂CuO₄[J].CHINESE JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS，2001，23(1)：44-47]，自蔓延燃烧法[WANG Xiaohui，ZHOU Yanchun.Preparation of La₂CuO₄ precursor powers by self-propagating combustion synthesis and their crystallization[J].Chinese Juournal of Material Research.2001，15(4)：387-393.]，水热法[ZHANG Yue，ZHANG Lei，DENG Jiguang，et al.Hydrothermal fabrication and catalytic performance of single-crystalline La_2-XSr_XCuO₄(x＝0，1)with specific morphologies for methane oxidation[J].Chinese Journal of Catalysis，2009，30(4)：347-354.]等。

但这些方法都存在着自身的不足之处，例如，固态反应法为了获得纯度高的目标产物，反应物粉应该足够细，且需要在高温下长时间焙烧以及多次中间研磨，该方法耗费时间，且在产物中有较多的杂质相；对于自蔓延燃烧法，燃烧反应十分剧烈，燃烧温度较高，反应过程快，不好控制，产品易于烧结，且产品中极有可能出现非平衡相或亚稳相；对于水热法，由于反应在密闭的容器中进行，无法观察生长过程，不直观，且设备要求高(耐高温高压的钢材，耐腐蚀的内衬)，技术难度大(温压控制严格)，安全性能差。