钙钛矿结构材料在催化方面的应用简述

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钙钛矿氧化物催化剂

钙钛矿氧化物催化剂

钙钛矿氧化物催化剂钙钛矿氧化物催化剂是一种新兴的催化剂,由钙钛矿结构的氧化物组成。

由于其优异的催化活性、稳定性及可再生性等优点,钙钛矿氧化物催化剂已经成为研究和应用的热点。

本文将从钙钛矿氧化物催化剂的结构、性质和应用等角度进行分析。

1. 钙钛矿氧化物催化剂的结构钙钛矿氧化物催化剂是由ABO3组成的一种三元结构化合物。

其中,A和B分别为两种金属元素,O为氧元素。

常见的钙钛矿氧化物催化剂有:LaMO3、LaMnO3、LaNiO3等。

钙钛矿氧化物催化剂中的ABO3结构与普通钙钛矿结构十分相似,但在晶格结构中,A和B两种金属离子的占据率有所不同。

以LaMO3为例,La3+和M3+离子分别占据A和B 位置,O2-离子占据八面体和四面体的位置。

这种结构使钙钛矿氧化物催化剂具有高度的稳定性和化学惰性。

2. 钙钛矿氧化物催化剂的性质(1)催化活性:钙钛矿氧化物催化剂具有较高的催化活性。

研究表明,其高催化活性主要来源于其特殊的晶体结构以及丰富的氧空位。

(2)稳定性:钙钛矿氧化物催化剂表现出很高的稳定性。

经过实验证明,这种催化剂可以在高温、高压等极端环境下工作,并能保持良好的催化效果。

(3)可再生性:钙钛矿氧化物催化剂在催化反应后可通过氧化还原反应进行再生。

这种催化剂的可再生性可以大大减少生产成本并减少对环境的污染。

3. 钙钛矿氧化物催化剂的应用由于钙钛矿氧化物催化剂具有优异的性质,因此在多个领域得到了广泛的应用。

(1)环保领域:钙钛矿氧化物催化剂可用于空气污染物的净化,在VOCs、NOx、SOx等污染物的净化方面表现出优异的效果。

(2)化学反应领域:钙钛矿氧化物催化剂可用于有机物的合成和加氢反应等方面,在有机合成过程中可以起到良好的催化作用。

(3)能源领域:钙钛矿氧化物催化剂可应用在固体氧化物燃料电池中。

通过这种催化剂的作用,可以提高燃料电池的效能并减少燃料的消耗。

4. 钙钛矿氧化物催化剂的未来发展钙钛矿氧化物催化剂在能源、环保、化学反应等领域能够发挥比较大的作用,但是目前研究还不够深入,还存在一些问题。

钙钛矿材料的应用

钙钛矿材料的应用

钙钛矿材料的应用钙钛矿材料是一种非常重要的材料,具有广泛的应用。

它主要由钙钛矿结构的氧化物组成,这种结构具有优异的电学和光学性质,因此在电子、光电、催化、能源等领域得到了广泛应用。

一、电子领域钙钛矿材料在电子领域的应用主要体现在电容器、电阻器、压电陶瓷、介电材料等方面。

由于其高介电常数和低损耗,钙钛矿材料可以用于制造高性能的陶瓷电容器和介电材料。

钙钛矿材料还可以用于制造铁电和压电陶瓷,这些陶瓷具有压电效应和电荷分布的非线性特性,因此可以应用于声波传感器、振动器、滤波器、压电变压器等领域。

二、光电领域钙钛矿材料在光电领域的应用主要体现在太阳能电池、LED、激光和光学器件等方面。

由于其非常优异的光学和电学性能,钙钛矿材料可以用于制造高效的太阳能电池和LED器件。

钙钛矿材料还可以用于制造激光器和光学器件。

由于其高光学折射率和非线性光学性质,钙钛矿材料可以用于制造高功率的固态激光器和光学调制器等器件。

三、催化领域钙钛矿材料在催化领域的应用主要体现在催化剂、氧化物电极和传感器等方面。

由于其高催化活性和稳定性,钙钛矿材料可以用于制造高效的催化剂,如CO催化氧化剂、NO催化还原剂等。

钙钛矿材料还可以用于制造氧化物电极和传感器。

由于其优异的电化学性能和稳定性,钙钛矿材料可以用于制造高灵敏度的氧化物电极和传感器,如气体传感器、湿度传感器、电化学传感器等。

四、能源领域钙钛矿材料在能源领域的应用主要体现在储能材料和燃料电池等方面。

由于其高离子导电性和稳定性,钙钛矿材料可以用于制造高效的储能材料和燃料电池。

钙钛矿材料还可以用于制造锂离子电池和固态氧化物燃料电池。

由于其优异的离子导电性和化学稳定性,钙钛矿材料可以用于制造高性能的锂离子电极和固态氧化物燃料电池。

钙钛矿材料具有广泛的应用前景,在电子、光电、催化、能源等领域都有着非常重要的应用。

未来,随着钙钛矿材料的研究和应用不断深入,相信它会在更多领域展现其优异的性能和巨大的应用价值。

钙钛矿光电催化

钙钛矿光电催化

钙钛矿光电催化钙钛矿光电催化是一种新型的光电材料,具有很高的光催化活性和稳定性,可应用于水分解、光催化还原CO2等领域。

本文主要介绍钙钛矿光电催化的基本原理、表征方法及其应用。

一、基本原理钙钛矿光电催化的基本原理是利用光电子激发催化材料,产生电荷对并在催化剂表面促进化学反应。

光照激活光催化剂表面的电荷,产生电荷对,如电子-空穴对。

光吸收后,电子跃迁至能量更高的轨道,留下空穴。

光生的电荷对可以用来促进水分解和光催化还原CO2等一些光催化反应。

光吸收和电荷分离是钙钛矿材料的重要特性,这可以使得它们吸收更多的光,并将其转化为电能。

因此,光电催化材料的高效光电转换、充分利用吸收光能,可以大大提高其催化活性。

二、表征方法1. X射线衍射X射线衍射用于研究钙钛矿光电催化材料的结构和晶体形貌,可以确定其物理和化学性质。

通过X射线衍射图谱,可以得到材料的粒子尺寸、结晶度和晶格常数等信息,这有助于进行材料的表征和性能分析。

2. 暗场光学显微镜暗场光学显微镜可以用于观察钙钛矿光电催化材料的形貌和微观结构。

通过此技术,可以观察到材料的形貌、颗粒大小和分布等信息,从而对其结构特征、形貌和分散性等进行分析,为研究催化反应提供一定的参考。

3. 紫外-可见吸收光谱紫外-可见吸收光谱是一种用于确定钙钛矿光电催化材料的光学吸收性质的技术。

该技术通过测量材料在紫外-可见波段的吸收率,可以得到其能带结构和光学带隙大小等信息。

这些信息有助于了解材料的电子能带结构、电子和空穴的行为以及材料的吸光性质。

三、应用1. 水分解水分解是一种利用太阳能将水分解成氢气和氧气的过程。

钙钛矿光电催化材料以其高效的光电催化活性、较长的激发寿命和高稳定性,可用于太阳能水分解反应。

在这个过程中,光生电荷对被用来促进水分子的水解。

使用钙钛矿光电催化剂的水分解技术与传统的电解水技术相比,具有成本低,无污染,自给自足等优点,有望成为未来太阳能燃料的重要制备技术。

2. 光催化还原CO2光催化还原CO2是将二氧化碳还原成有机物的过程,这在环境治理和资源回收方面具有很大的潜力。

钙钛矿—金属有机框架材料光催化还原CO2的超快动力学

钙钛矿—金属有机框架材料光催化还原CO2的超快动力学

钙钛矿—金属有机框架材料光催化还原CO2的超快动力学钙钛矿是一种具有特殊结构和性质的材料,已经被广泛应用于太阳能电池、光触媒和光电化学催化等领域。

钙钛矿材料主要由离子型晶格和有机分子框架组成,这种特殊的结构使其具有优异的光电转换和催化性能,特别是在CO2光催化还原方面显示出了巨大的潜力。

钙钛矿材料的光催化还原CO2反应机制是利用光能激发材料表面上的电荷转移过程,将CO2分子中的碳原子还原为有机化合物。

这个过程主要涉及光吸收、电荷分离、电子传输、还原反应和产物释放等步骤。

首先,当光能照射到钙钛矿材料上时,光子被吸收并产生激子(电子-空穴对),其中电子会被激发到较高的能级,而空穴则停留在价带中。

随后,在材料表面或界面附近,电子和空穴会发生分离,形成电流,进而引发光生电子传导。

这些光生电子可以通过导电材料传输到电极上,为催化反应提供电子。

接下来,导电材料表面的光生电子会与CO2分子中的碳原子发生电子转移反应,将CO2还原为有机物(如甲醇)。

这个过程需要光生电子具有足够的能量和合适的位置,以及合适的反应位点。

钙钛矿材料通常具有宽禁带和较高的电子迁移率,因此有利于光生电子的形成和传输。

此外,钙钛矿材料的光催化还原CO2的超快动力学也与光吸收性能有关。

钙钛矿材料对光子的吸收能力通常取决于其光学性质、吸收系数和光照强度等因素。

光子的吸收能力越强,光生电子的数量就越多,从而催化反应的速度也越快。

钙钛矿材料通常具有高的吸光度和良好的光吸收性能,因此能够有效利用可见光和红外光等大部分光谱范围内的能量。

总之,钙钛矿材料作为一种具有特殊结构和性质的金属有机框架材料,展现出了优异的光催化还原CO2性能。

其超快动力学与光吸收、电荷分离、电子传输和反应机制密切相关。

这种材料未来有望在环境保护和能源转化等领域发挥重要作用,为实现CO2的高效转化和利用提供有力支撑。

xrd纯相钙钛矿结构

xrd纯相钙钛矿结构

xrd纯相钙钛矿结构摘要:一、引言二、xrd 纯相钙钛矿结构简介1.钙钛矿结构特点2.xrd 在纯相钙钛矿结构研究中的应用三、xrd 纯相钙钛矿结构的实验方法1.xrd 实验原理2.样品制备3.数据处理与分析四、xrd 纯相钙钛矿结构的应用领域1.能源材料2.催化材料3.磁性材料五、结论与展望正文:一、引言随着科学技术的飞速发展,材料科学在各个领域中发挥着越来越重要的作用。

钙钛矿结构材料因其独特的晶体结构和优异的性能,在诸多领域受到广泛关注。

本文旨在介绍xrd 纯相钙钛矿结构的相关知识,以期为材料科学研究者提供参考。

二、xrd 纯相钙钛矿结构简介1.钙钛矿结构特点钙钛矿是一类具有特殊晶体结构的材料,其结构由ABX3 单元组成,其中A 和B 是阳离子,X 是阴离子。

这种晶体结构具有高度的稳定性,能够在很大范围内实现成分和性能的调控。

2.xrd 在纯相钙钛矿结构研究中的应用X 射线衍射(XRD)作为一种非破坏性的分析技术,被广泛应用于材料结构的表征。

在纯相钙钛矿结构的研究中,xrd 能够提供有关晶体结构、晶格常数、原子间距等信息,对材料的组成和性能优化具有重要作用。

三、xrd 纯相钙钛矿结构的实验方法1.xrd 实验原理X 射线衍射实验是利用晶体对入射X 射线的衍射现象,分析晶体结构的方法。

在实验过程中,首先将样品放置在旋转圆盘中,然后将X 射线照射到样品上,通过检测衍射后的X 射线,可以得到样品的衍射数据。

2.样品制备为了获得高质量的XRD 数据,样品制备至关重要。

通常需要将样品研磨成粉末状,并在真空中进行样品装载。

此外,为了消除试样厚度和仪器分辨率的误差,需要选择适当的样品厚度。

3.数据处理与分析XRD 实验获得的数据需要经过特定的软件进行处理和分析,以得到有关晶体结构的信息。

常用的数据分析方法包括峰形拟合、结构解析等,通过这些方法可以得到晶体的空间群、晶格常数等信息。

四、xrd 纯相钙钛矿结构的应用领域1.能源材料钙钛矿结构材料在太阳能电池、锂离子电池等领域具有巨大的应用潜力。

材料科学中的钙钛矿结构研究进展

材料科学中的钙钛矿结构研究进展

材料科学中的钙钛矿结构研究进展钙钛矿是一类重要的功能材料,在材料科学领域具有广泛的应用前景。

钙钛矿结构具有独特的晶体结构和优异的物理化学性质,因此备受研究者们的关注。

本文将介绍材料科学中钙钛矿结构的基本特点,探讨其在不同领域的应用,并总结钙钛矿结构研究的最新进展。

1. 钙钛矿结构的基本特点钙钛矿是一种由一种阳离子(通常是较大的离子,如钙离子)和一种阴离子(通常是较小的离子,如氧离子)组成的晶体结构。

其晶体结构一般为ABX3型,其中A位是较大的阳离子,B位是较小的阳离子,X位是阴离子。

这种结构具有高度对称性和稳定性,使得钙钛矿材料在光电、磁电、压电等方面表现出色。

2. 钙钛矿在光电领域的应用由于钙钛矿具有优异的光学性能,如较高的吸收系数、较长的载流子寿命等,因此在光电领域有着广泛的应用。

钙钛矿太阳能电池是当前研究的热点之一,其高光电转换效率和低制备成本使其成为太阳能领域的重要竞争对手。

3. 钙钛矿在催化领域的应用近年来,钙钛矿材料在催化领域也展现出巨大潜力。

其特殊的晶体结构和表面活性使其成为催化剂设计中备受关注的对象。

例如,钙钛矿氧化物在催化有机废气处理、水处理和能源转化等方面表现出色。

4. 钙钛矿在电子器件中的应用除了光电和催化领域,钙钛矿材料还在电子器件中展现出潜力。

例如,钙钛矿薄膜晶体管、存储器件等在柔性电子器件中有着广泛应用前景。

其优异的载流子迁移率和可调控性使其成为下一代电子器件材料的候选。

5. 钙钛矿结构研究的最新进展随着材料科学领域的不断发展,对钙钛矿结构进行深入研究取得了许多重要进展。

例如,通过调控合成条件和掺杂等手段,实现了对钙钛矿材料性能的精准调控;利用先进表征技术揭示了其微观结构与性能之间的关系;开发了一系列新型功能化合物,并在光电、催化、电子器件等领域取得了重要应用。

综上所述,随着对材料科学中钙钛矿结构深入理解和不断创新,相信这一类功能材料将在未来更广泛地应用于能源、环境、信息等领域,并为人类社会带来更多福祉。

钙钛矿文献综述范文

钙钛矿文献综述范文

钙钛矿文献综述范文钙钛矿是一种具有广泛应用潜力的材料,其特殊的物理和化学性质使得其在光电子学和能源领域得到了广泛的研究和关注。

本文将对钙钛矿材料的基本性质、制备方法和应用领域进行综述。

钙钛矿材料是一类化学式为ABX3的晶体材料,其中A为有机或无机阳离子,B为钙钛矿结构的正价金属离子,X为阴离子。

钙钛矿具有较高的光吸收系数、载流子扩散长度和较窄的能带间隙,使其在光电子学领域中具备了潜在的应用价值。

同时,钙钛矿的光电转换效率高达20%以上,因此也成为太阳能电池领域的研究热点之一钙钛矿材料的制备方法多种多样,包括溶液法、气相沉积法、蒸发法等。

其中,溶液法制备钙钛矿材料是目前最常用的方法之一、溶液法可以通过简单的化学反应来合成纯度高、晶体质量好的钙钛矿材料,并且可以通过调控反应条件和添加适量的掺杂元素来调节其光电性能。

钙钛矿材料在光电子学领域有广泛的应用。

首先,在太阳能电池领域,钙钛矿材料可以作为光电转换材料,将光能转化为电能。

由于其较高的光电转化效率和低成本制备方法,使得钙钛矿太阳能电池成为一种有潜力的替代能源技术。

其次,在光催化领域,钙钛矿材料也可以作为光催化剂,利用阳光将有害物质转化为无害物质。

此外,钙钛矿材料还可以用于光电子器件、光传感器和激光器等光学器件的制备。

尽管钙钛矿材料在光电子学领域有广泛的应用潜力,但是其独特的物理和化学性质也带来了一些挑战。

首先,钙钛矿材料对湿度和温度较为敏感,容易发生表面和晶体结构的变化,从而影响其光电转化效率。

其次,钙钛矿材料在制备过程中存在较高的能源消耗和环境污染问题,需要进一步改进制备方法来降低能源消耗和环境影响。

综上所述,钙钛矿材料具有良好的光电特性和广泛的应用潜力,在光电子学和能源领域有着广泛的研究和应用前景。

未来的研究应该集中在钙钛矿材料的稳定性、制备方法和应用领域上,以探索更高效、更可持续的钙钛矿材料,并促进其在实际应用中的推广和商业化。

钙钛矿材料的光催化性能研究

钙钛矿材料的光催化性能研究

钙钛矿材料的光催化性能研究钙钛矿材料作为一类重要的功能材料,近年来在光催化领域引起了广泛的关注和研究。

它具有优异的光电性能和催化性能,可以将光能转化为化学能,并在光照条件下催化各种化学反应。

本文将探讨钙钛矿材料的光催化性能研究进展,重点关注其在环境净化和能源转换方面的应用。

首先,我们来了解一下什么是钙钛矿材料。

钙钛矿,又称钙钛矿晶体,是指一类具有特定晶体结构的化合物,一般以ABX3的通式表示,其中A和B可以是不同的金属离子,X是阴离子。

钙钛矿材料的晶格结构中包含着钙离子(Ca2+)和钛离子(Ti4+),它们之间以及与其它元素之间的协同作用赋予了钙钛矿材料独特的性质。

在光催化领域,钙钛矿材料被广泛研究和应用。

它们具有优异的光催化活性和光稳定性,能够利用太阳光等可见光区域的光能进行光催化反应。

尤其是对光催化水分解和光催化二氧化碳还原等能源转换反应具有重要意义。

通过调控钙钛矿材料的结构和成分,可以实现对其光吸收和电子传输性质的调节,从而提高其光催化活性和效率。

近年来,研究人员通过优化材料合成方法和结构设计策略,开发了多种高效的钙钛矿光催化材料。

例如,将过渡金属、稀土元素或半导体纳米颗粒掺杂到钙钛矿材料中,可以调节其带隙能级和能带边缘,增强其光吸收和光生载流子分离效果。

此外,将钙钛矿材料制备成二维或三维纳米结构,可以增加其比表面积和光吸收能力,进一步提高光催化活性。

在环境净化方面,钙钛矿材料具有应用潜力。

例如,将钙钛矿材料应用于水处理领域,可以实现高效的水中有机污染物降解和重金属离子去除。

通过光催化反应,钙钛矿材料能够将有机污染物氧化为无害的水和二氧化碳,并将重金属离子与催化剂表面发生络合作用,从而实现去除效果。

此外,钙钛矿材料还能够对空气中的有害气体进行分解和转化,净化室内和室外环境。

在能源转换方面,钙钛矿材料的光催化性能也显示出了巨大的潜力。

特别是钙钛矿太阳能电池的研究取得了重要进展。

通过在钙钛矿材料中引入不同离子的掺杂,可以优化其能带结构和光吸收能力,提高光电转化效率。

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钙钛矿结构材料在催化方面的应用简述摘要:钛矿是地球上最多的矿物,经过定向合成的特殊钙钛矿类型材料,对很多污染物具有很好的催化降解效果。

本文结合国内外研究研究成果,对钙钛矿的结构、制备方法、催化方面的应用以及目前的研究热点进行概述,以期对相关的研究工作进行指导。

关键字:钙钛矿、合成方法、催化反应ABSTRACT:The titanium ore is most abundant on the earth. The special perovskite material stereospecific synthesized has good effect on the catalytic decomposition of many contaminants. This paper analyzed both domestic an foreign achievements, overviewed the structure of perovskite, the preparation methods, the application on the catalysis and the main focus of current research. To expect to be helpful for the relative research.KEY WORDS:the perovskite/preparation methods/catalytic reaction1.钙钛矿的结构钙钛矿是以俄罗斯地质学Preosvik的名子命名的,其结构通常有简单钙钛矿结构、双钙钛矿结构和层状钙钛矿结构。

简单钙钛矿化合物的化学通式是ABX3,其中X通常为半径较小的O2+或F-,双钙钛矿结构( Double-Perovskite) 具有A2B2X6组成通式,层状钙钛矿结构组成较复杂, 研究较多的是具有通式A3B2O7以及具有超导性质的YBa2Cu3O7和三方层状钙钛La2Ca2MnO7等。

目前, 研究最多的是组成为ABX3的钙钛矿结构类型化合物。

组成为ABO3的钙钛矿结构类型化合物, 所属晶系主要有正交、立方、菱方、四方、单斜和三斜晶系.,A位离子通常是稀土或者碱土具有较大离子半径的金属元素,它与12个氧配位,形成最密立方堆积,主要起稳定钙钛矿结构的作用;B位一般为离子半径较小的元素(一般为过渡金属元素,如Mn、Co、Fe等),它与6个氧配位,占据立方密堆积中的八面体中心,由于其价态的多变性使其通常成为决定钙钛矿结构类型材料很多性质的主要组成部分。

与简单氧化物相比,钙钛矿结构可以使一些元素以非正常价态存在,具有非化学计量比的氧,或使活性金属以混合价态存在,使固体呈现某些特殊性质。

由于固体的性质与其催化活性密切相关,钙钛矿结构的特殊性使其在催化方面得到广泛应用[1]。

2.钙钛矿的制备方法材料的性质在很大程度上依赖于材料的制备方法。

钙钛矿结构类型化合物的制备方法主要有传统的高温固相法( 陶瓷工艺方法) 、溶胶-凝胶法、水热合成法、高能球磨法和沉淀法,此外还有气相沉积法、超临界干燥法、微乳法及自蔓延高温燃烧合成法等。

1)高温固相法这是目前用的最多的一种方法,一般采用金属氧化物、碳酸盐或草酸盐等反应前驱物,反应起始物经过充分混合、煅烧,合成温度通常需要1000~1200℃[2]。

高温固相法常用于合成多晶或晶粒较大的、烧结性较好的固体材料,产品的纯度较低,粒度分布不够均匀,适用于对材料纯度等要求不太高而且需求量较大的材料的制备.。

2)溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法( Sol-Gel Process) 是化合物在水或低碳醇溶剂中经溶液、溶胶、凝胶而固化,再经热处理制备氧化物、复合氧化物和许多固体物质的方法。

溶胶-凝胶法中反应前驱体通常为金属无机盐和金属有机盐类,如金属硝酸盐、金属氯化物及金属氧氯化物、金属醇盐、金属醋酸盐、金属草酸盐。

溶胶-凝胶法中多以柠檬酸、乙二胺四乙酸、酒石酸、硬脂酸等配位性较强的有机酸配体为主。

该方法可以用来制备几乎任何组分的六角晶系的型钙钛矿结构的晶体材料,能够保证严格控制化学计量比,易实现高纯化,原料容易获得,工艺简单,反应周期短,反应温度、烧结温度低,产物粒径小,分布均匀。

由于凝胶中含有大量的液相或气孔, 在热处理过程中不易使颗粒团聚, 得到的产物分散性好。

此法存在缺点是处理过程收缩量大,残留小孔,成本高和干燥时开裂。

3)水热合成法水热合成法( hydrothermal synthesis) 是材料在高温高压封闭体系的水溶液(或蒸气等流体) 中合成, 再经分离和后处理而得到所需材料。

水热反应的特点是影响因素较多,如温度、压力、时间、浓度、酸碱度、物料种类、配比、填充度、填料顺序以及反应釜的性能等均对水热合成反应有影响。

按研究对象和目的不同,水热法可分为单晶培育、水热合成、水热反应、水热热处理、氧化反应、沉淀反应、水热烧结及水热热压反应等。

利用水热法可对材料的晶化度、粒度和形貌进行控制合成,以制备超细、无团聚或少团聚的材料,以及生长单晶球形核壳材料等钙钛矿材料,但不适用于对水敏感的初始材料的制备。

4)高能球磨法高能球磨法(HEM法)是利用球磨机的转动或振动使介质对粉体进行强烈的撞击、研磨和搅拌, 把粉体粉碎成纳米级粒子,利用其高速旋转时所产生的能量使固体物质粒子间发生化学反应。

球磨原料一般选择微米级的粉体或小尺寸、条带状碎片。

在HEM机的粉磨过程中,需要合理选择研磨介质(不锈钢球、玛瑙球、碳化钨球、刚玉球、氧化锆球、聚氨酯球等)并控制球料比、研磨时间和合适的入料粒度。

高能球磨法和传统高温固相法都是以固态物质为反应物,但高能球磨法不需高温烧结就可获得钙钛矿结构的多种复合氧化物,因此大大提高了产品的分散度,是获得高分散体系的最有效方法之一。

5)沉淀法沉淀法是通过化学反应生成的沉淀物,再经过滤、洗涤、干燥及加热分解,制备物质粉末的方法。

制备钙钛矿结构类型复合氧化物,可以采用共沉淀法和均相沉淀法。

采用的沉淀剂有草酸或草酸盐、碳酸盐、氢氧化物、氨水以及通过水解等反应产生沉淀剂的试剂等。

沉淀法简单易行、经济,适合于需求量较大的粉体产物的制备。

3.钙钛矿材料在催化方面的应用研究由于钙钛矿材料特殊的结构,使它在高温催化及光催化方面具有潜在的应用前景,目前国内外对钙钛矿结构类型材料的研究主要集中在对材料结构方面,对于在催化方面的应用研究相对较少,主要有:对NO的催化分解:Teraoka等研究报道了钙钛矿型氧化物La0.8Sr0.2CoO3在800℃时,可以催化NO直接分解为N2,产率达40%[3]。

Iwakuni等报道了Ba0.8La0.2Mn0.8Mg0.2O3钙钛矿催化剂上,5%O2存在的情况下,850℃时N2的产率可以达到40%[4]。

对低碳有机物的催化燃烧:对甲烷的催化燃烧活性的研究表明,在ABO3型催化剂中,A位离子通常为稀土或碱土金属元素,B位离子通产个为Mn、Co、Fe,将Sr引入A位,形成的La1-x Sr x MO3(0<x<0.4)催化剂具有很高的甲烷催化燃烧活性;Arai H等人在研究温度对LaNiO3钙钛矿结构特征、催化活性的影响时得到,在600℃左右温度下得到的产物对C3H6和CO的催化燃烧具有很高的活性,能较大程度的降低C3H6和CO的起燃温度[5]。

对温室气体N2O的催化降解:研究表明,如果固定A位元素为La,B位元素为第四周期元素(Cr——>Cu),其对N2O的催化分解呈以Co为峰顶的单峰模式,如果固定B位元素,A位元素选择稀土金属元素(La/Nd/Sm/Gd),在催化剂上N2O分解反应的活化能依次为GdMO3>SmMO3>NdMO3>LaMO3[6]。

对废水中酚类污染物的光催化降解:钙钛矿催化剂处理含酚废水,具有反应迅速、反应条件温和、无二次污染等优点而倍受人们的青睐。

吴跃辉等人采用氨基乙酸法制备催化剂钙钛矿锰氧化物(La0.9Ce0.1MnO3),在最佳的控制条件下(pH 值为6.5左右,反应时间40min)对间苯二酚的降解率可达65%左右[7]。

张龙飞采用固相法制备出La0.9Ce0.1MnO3催化剂,并对它对间苯二酚的催化降解活性进行了研究,在适宜条件下该方法制得的产品对间苯二酚的降解率达到50%左右[8]。

4.钙钛矿型催化剂的研究方向作为一种重要的矿物质,天然钙钛矿资源并不多,但由于其特殊的结构,使其在物理、化工、污染治理等方面的应用越来越多,相关的研究也逐步深入。

单就催化方面的研究状况而言,主要有催化剂制备方法的改良和新的制备方法的开发,A位和B位元素的取代型钙钛矿的研究,钙钛矿催化剂的固化技术的开发等。

参考文献[1] 贺泓,李俊华等。

环境催化——原理及应用。

北京:科学出版社,2008[2] 孙尚梅,郑云先。

钙钛矿结构类型功能材料的制备方法概述[J]。

延边大学学报,2008,34:117-120[3] Teraoka Y HaradaT,Kagawa S.Reaction mechanism of directe decomposition of nitric oxide over Co- and Mn-based perovskite-type oxides[J].Chem.Soc.,Faraday Trans.,1998,94:1887-1891 [4] Iwakuni H ,Shinmyou Y ,Yano H,et al.Directe decomposition of NO into N2 andO2 on BaMnO3-based perovskite oxides .Appl.Catal.B,2007,74:299-306[5] Arai H,Yamada Y,Eguchi K,et al。

Catalytic combustion of methane over various peroskitetype oxides. Appl. Catal.,1986,26(1-2):265-276[6] Kapteijn F, Rodriguez-Mirasol J, Moulijn J A. Heterogeneous catalytic decomposition of nitrous oxide. Appl. Catal.B,1996,9:25-64[7] 吴跃辉,张龙飞,易勇等。

La0. 9Ce0. 1MnO3光催化降解含酚废水[J]。

环境污染与防治,2011,33(6):7-10[8] 张龙飞,吴跃辉,易勇。

La0.9Ce0.1MnO3的固相法制备及光催化性能研究[J]。

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