[发明专利]一种C12A7:e‑电子化合物纳米粉末的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料制备领域，涉及钙铝电子化合物的制备方法，具体涉及一种C12A7:e^-电子化合物纳米粉末的制备方法。

背景技术

地球上元素种类丰富，但考虑到辐射、毒性及储量等因素，真正实际可使用的只有60-70种，其中地壳储量相对丰富的有20余种。未来人类的发展，面临着能源、资源管理及环境等一系列问题，迫切需要一些由地壳中储备丰富的元素组成并具有革新意义的材料出现。

电子化合物是指一类以电子作为阴离子的离子化合物材料，其在基础研究和实际应用中具有重要的价值。目前常用的有机和无机电子化合物在空气或湿气中均存在着稳定性差的问题。因此，开发出稳定性好、性能优异的新型电子化合物具有重要意义。

电子化合物[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺(e^-)₄，简写为C12A7:e^-，属于CaO-Al₂O₃混合氧化物系列，组成元素O、Al及Ca，相应储量分别位于地壳中第一、第三及第五位。C12A7材料中每个单元是由12个纳米尺度的笼式结构相互连接组成的带正电荷的框架，12个笼式结构中的4个笼式结构内存在电子，便形成了C12A7:e^-电子化合物。C12A7:e^-电子化合物独特的晶体结构赋予其优异的性能。C12A7:e^-电子化合物在室温下具有金属导电特性。C₁₂A₇:e^-电子化合物的另一个特点是功函数低，约为2.4eV，与金属钾的类似，但C₁₂A₇:e^-电子化合物的化学性质与金属相比更为稳定。同时，C12A7:e^-电子化合物在400℃以下是化学稳定的。C12A7:e^-电子化合物粉末因材料独特的稳定性和低功函数特性使其在化学催化反应中有望成为良好的电子施主，应用在工业制氨、CO₂的分解及合成等反应中，能有效降低制备过程中的反应温度和压力，具有非常大的应用潜力。C12A7:e^-电子化合物粉末应用在催化剂中，一方面需要获得尽可能大的表面积，另一方面需要较高的导电性。