[发明专利]多层蜂窝孔状钙钛矿型LaMnO3

说明书

本发明提供了一种多层蜂窝孔状钙钛矿型LaMnO₃的制备方法，包括：葡萄糖碳球模板剂的合成：将葡萄糖加入去离子水中溶解，磁力搅拌均匀，转入反应釜中反应，产物冷却至室温，将所述产物离心分离，固相沉淀用水和乙醇洗涤至上层溶液无色为止，放入烘箱中干燥，即得到碳微球模板；多层蜂窝孔状钙钛矿型LaMnO₃的制备：将La(NO₃)₃·6H₂O、Mn(NO₃)₂、柠檬酸溶解在去离子水和乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，加入所述碳微球模板，超声后静置，然后置于烘箱中干燥，再于马弗炉中进行第一次煅烧，然后进行第二次煅烧以去除碳微球模板，即得多层蜂窝孔状钙钛矿型LaMnO₃。本发明制备出的多层蜂窝孔状钙钛矿型LaMnO₃分散性好，形貌均一。

技术领域

本发明涉及材料领域，更具体地，涉及多层蜂窝孔状钙钛矿型LaMnO₃的制备方法。

背景技术

金属-空气电池由于其理论能量密度高、成本低等优点，在储能领域具有广阔的应用前景。在各种金属空气电池中，铝空气电池(Al-air)由于具有比容量高(2980A·h·kg^-1)、原材料优良、地质丰富、成本低、环境友好、能机械快速充电等突出优点而显示出巨大的潜力。铝空气电池的理论比能量可达8100Wh·kg^-1，2014年的铝空气电池的实际比能量只达到350Wh·kg^-1，但也是铅酸电池的7～8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。催化剂的加入可以很好的提高铝空气电池的性能。其中锰酸镧(LaMnO₃)是一种非常有效的催化剂(多孔钙钛矿型氧化物因具有高的比表面积、大的孔容和发达的孔结构而使其在电、磁、吸附和催化等物理和化学领域具有很大的应用前景)。所以如何更好制备出多孔锰酸镧具有很好的研究前景。

多孔钙钛矿型氧化物目前大多采用模板法来进行制备，已有文献以及有关专利报道过采用硬模板法以及双模版法等有效方法来制备钙钛矿型的氧化物。例如：Kim等采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为硬模板，以醋酸镧，醋酸锰和醋酸钙为金属源，以乙二甲醚和乙醇为溶剂，将所得前驱物在空气气氛中于600℃焙烧后制得了钙钛矿型氧化物La_0.7Ca_0.3MnO₃(Y.N.Kim,etal.,Solid State Communications,2003,128,339-343)。中国专利(CN201010241853.6)公开了一种具有介孔孔壁的三维有序大孔锰酸镧的双模版制备方法，采用聚乙二醇400为添加剂，甲醇和水为溶剂。模板采用软硬双模板，选取以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为硬模板，以L-赖氨酸或三嵌段共聚物P123为软膜板。将含有以上软膜板、添加剂、溶剂以及可溶性金属盐等的混合溶液浸渍PMMA硬模板后，采用两步焙烧法，制备出3DOM-meso LaMnO₃。但是采用以上的方法无法制备出具有多层蜂窝孔状形的钙钛矿型LaMnO₃。

发明内容

本发明采用葡萄糖碳球模板制备多层蜂窝孔状钙钛矿型LaMnO₃，与传统的硬模板法制备钙钛矿型的氧化物不同。相对于其它的一部分模板法制备钙钛矿型LaMnO₃，本专利的方法制作过程更为简易、新颖、环保，并且重现性好，成本低，产量大，操作简单，制备过程无污染。