[发明专利]一种磷掺杂LaCoO3

说明书

本发明涉及一种磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂及其制备方法和应用。所述制备方法包括如下步骤：S1：将LaCoO₃钙钛矿材料和红磷混合，在惰性气氛下高能球磨得磷掺杂的LaCoO₃钙钛矿材料；S2：向磷掺杂的LaCoO₃钙钛矿材料中加入分散剂，球磨，烘干即得到磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂。本发明选用高能球磨法，并利用磷元素掺杂取代LaCoO₃中的氧元素，制备得到的磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂磷单质分布均匀，晶粒细小，比表面积大，在碱性溶液中的催化活性大大提升，具有优良的ORR和OER催化性能以及高稳定性，在电催化领域作双功能催化剂具有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于钙钛矿材料以及电化学催化领域，具体涉及一种磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

钙钛矿氧化物材料是具有与钛酸钙(CaTiO₃)相同的ABO₃结构的一大类化合物，其中，A位为碱土元素，B位为过渡金属元素。由于这种独特的晶体结构，使得钙钛矿氧化物材料具有很多独特的理化性质，比如吸光性、电催化性、电导性、巨磁电阻等等，吸引了材料、能源、纳米等领域的众多研究者，其中，La-Co-O 系钙钛矿材料由于其具有优越的催化活性在电催化领域受到广泛的关注。 LaCoO₃可应用于金属-空气电池、燃料电池等的氧析出及氧还原反应中作催化剂，但LaCoO₃在碱性溶液中的催化活性较差，仍有很大的提升空间。

因此，开发一种在碱性溶液中的催化活性好的LaCoO₃钙钛矿材料具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中LaCoO₃在碱性溶液中的催化活性较差的缺陷和不足，提供一种磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂的制备方法。本发明选用高能球磨法，并利用磷元素掺杂取代LaCoO₃中的氧元素，制备得到的磷掺杂 LaCoO₃双功能催化剂分布均匀，晶粒细小，比表面积大，在碱性溶液中的催化活性大大提升，具有优良的ORR和OER催化性能以及高稳定性，在电催化领域作双功能催化剂具有很大的应用前景。

本发明的另一目的在于提供一种磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂在电化学催化领域中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将LaCoO₃钙钛矿材料和红磷混合，在惰性气氛下高能球磨得磷掺杂的 LaCoO₃钙钛矿材料；所述LaCoO₃钙钛矿材料和红磷的质量比为100:1～200:1；所述球磨的速率为700～1000rpm，时间为1～3h；所述球磨料为碳化钨；

S2：向磷掺杂的LaCoO₃钙钛矿材料中加入分散剂，球磨，烘干即得到磷掺杂LaCoO₃双功能催化剂。