钙钛矿结构材料在催化方面的应用简述Word版
giwaxs在钙钛矿中的应用

一、概述钙钛矿是一种具有巨大应用潜力的新型半导体材料,具有优异的光电性能和热稳定性,因此在光伏电池、光电器件和光催化领域具有广泛的应用前景。
其中,giwaxs(广义逆问题小角散射)作为一种结构表征技术,在钙钛矿材料的研究中发挥着重要的作用。
二、giwaxs技术的原理giwaxs是指在非晶体材料中,通过控制激光束等发射线照射样品,然后用探测器记录散射光,通过计算机算法解析出材料的结构信息的一种高级结构表征技术。
在钙钛矿材料研究中,通过giwaxs技术可以获取到钙钛矿材料的晶体结构、晶粒尺寸、晶格畸变等重要信息,从而帮助研究人员深入了解材料的性能与结构之间的关系。
三、giwaxs在钙钛矿光伏电池中的应用1.提高光电转换效率giwaxs技术可以帮助研究人员了解钙钛矿薄膜的结晶性和晶格畸变程度,从而针对性地优化材料的生长工艺和制备工艺,提高钙钛矿光伏电池的光电转换效率。
2.研究材料的稳定性通过giwaxs技术可以监测钙钛矿材料在光照和热环境下的晶体结构变化,帮助研究人员评估材料的稳定性,为钙钛矿光伏电池的长期稳定性提供重要参考。
四、giwaxs在钙钛矿光电器件中的应用1.优化器件结构利用giwaxs技术可以直观地观察到钙钛矿器件中的晶体结构和晶粒分布情况,帮助研究人员优化器件的结构设计,提高器件的性能和稳定性。
2.研究器件的性能通过giwaxs技术可以详细地表征钙钛矿器件中的晶体结构和电子结构,帮助研究人员深入了解器件的性能特点,为进一步提升器件性能提供科学依据。
五、giwaxs在钙钛矿光催化领域的应用1.研究光催化反应机理通过giwaxs技术可以实时监测钙钛矿光催化材料中的晶体结构变化和电子结构变化,帮助研究人员深入了解光催化反应的机理,为设计高效的光催化材料提供理论支撑。
2.优化光催化材料利用giwaxs技术可以精确地表征钙钛矿光催化材料的晶体结构和表面结构,帮助研究人员设计和优化高效的光催化材料。
钙钛矿催化的应用原理

钙钛矿催化的应用原理1. 简介钙钛矿是一种重要的催化剂,在各种化学反应和能量转化中具有广泛的应用。
它的独特结构和物理化学性质赋予了它在催化领域的特殊作用。
本文将介绍钙钛矿催化的应用原理,包括其结构特点、催化反应机理以及主要应用领域。
2. 钙钛矿的结构特点钙钛矿是一类具有ABX3结构的化合物,其中A和B位是阳离子,X位是阴离子。
它的晶格结构通常为立方晶系,具有高度有序的结构。
钙钛矿的结构特点决定了其在催化反应中的活性和选择性。
•A位阳离子:A位通常是一种较大的离子,如钙离子(Ca2+),稀土离子(Ln3+)等。
它们的存在可以调节钙钛矿结构,影响催化性能。
•B位阳离子:B位通常是过渡金属离子,如铁离子(Fe3+),铬离子(Cr3+)等。
它们的存在赋予了钙钛矿催化剂的催化活性。
•X位阴离子:X位通常是一种氧离子(O2-),它固定在B位阳离子的周围形成稳定的结构。
3. 钙钛矿催化反应机理钙钛矿在催化反应中起到的作用是通过与反应物发生相互作用,并降低反应活化能从而加速反应速率。
具体的反应机理取决于催化反应的类型,下面将以氧化反应为例进行说明。
•吸附:当反应物接触到钙钛矿表面时,它们会通过物理吸附或化学吸附与钙钛矿表面发生相互作用。
这种吸附作用可以促使反应物分子间的键断裂和形成,从而使反应物在表面上发生反应。
•活性中心:钙钛矿的结构特点使得部分金属离子(B位阳离子)具有较高的活性。
这些金属离子可以提供电子或接收电子,从而在反应中起到催化作用。
•反应路径:钙钛矿的催化能力主要体现在调节反应物的吸附、分子结构重新排列和反应物解离等反应步骤中。
通过这些路径,钙钛矿可以加速反应速率并选择性地产生所需的产物。
4. 钙钛矿催化的应用领域钙钛矿催化剂由于其独特的结构和性质,广泛应用于以下领域:•能源转化:钙钛矿在太阳能电池中作为光电转化材料,可以将光能转化为电能。
此外,钙钛矿还可用于储能材料、燃料电池等能源转化领域。
•环境保护:钙钛矿作为催化剂可以用于废气处理、有机物降解和重金属去除等环境保护领域。
钙钛矿材料简介

钙钛矿材料简介钙钛矿材料是一类重要的光电材料,近年来备受瞩目。
钙钛矿材料被广泛应用于太阳能电池、LED发光二极管、荧光粉和光催化等领域,因其高效率、稳定性和低成本的优点,引发了人们的极大兴趣。
本文将分步骤介绍钙钛矿材料的基本性质和应用。
第一步:基本概念钙钛矿材料是指由通式为ABX3的化合物组成的晶体结构材料,其中A和B分别代表阳离子,X代表阴离子。
这里的A是通常是有机阴离子(例如甲基铵、氢氨基)或无机阳离子(例如钾、钠),而B通常是二价过渡金属阳离子(例如Sn2+、Pb2+、Mn2+)等。
X可为氧、卤素(例如Cl、Br、I)等阴离子,它们相互配位形成八面体结构。
第二步:基本性质钙钛矿材料具有优异的光学、电子和磁学性质。
其中最突出的特点是其高光电转换效率(PCE)和良好的稳定性。
目前,最高的PCE已经达到了23.7%。
此外,由于其结构的变化和化学组成的演化,钙钛矿材料还表现出超导、铁磁、铁电、磁光、多铁等多种性质,这些性质也被广泛研究和应用。
第三步:应用领域(1)太阳能电池钙钛矿材料已成为太阳能电池领域的研究热点。
其高PCE和低成本使其成为替代硅太阳能电池的有力竞争者。
2012年,钙钛矿太阳能电池的PCE首次突破了10%,之后呈几何级数增长。
目前,教育昆士兰大学的团队以24.2%的效率创造了新的世界纪录。
(2)LED发光二极管钙钛矿材料还应用于LED发光二极管领域。
与现有的绿色发光材料相比,钙钛矿量子点具有更高的荧光量子产率、更窄的波长分布以及更高的发光强度,这使得它们成为下一代LED中最具有潜力的候选材料之一。
(3)荧光粉钙钛矿材料的荧光性质也被广泛应用于荧光粉的制备。
相较于传统荧光材料,钙钛矿荧光粉具有更高的亮度、更窄的发射光谱、更高的稳定性和更长的荧光寿命,这些性质使其在荧光显示和照明中具有潜在应用前景。
(4)光催化钙钛矿材料的良好光催化特性也被广泛关注。
应用于光催化领域中的钙钛矿材料,可以在可见光区域内吸收能量,并利用光生电子和空穴的特性实现催化反应,如水分解、二氧化碳还原等。
钙钛矿型复合氧化物催化剂应用研究

兰州大学硕士学位论文钙钛矿型复合氧化物催化剂应用研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:化学 物理化学指导教师:***20030501兰州大学研究生学位论文摘要用柠檬酸络合法合成了Lal.xsr。
c01.xM,03(M=Mn、Fe、Ce、Cu)及Lal.。
Sr;Nil.xcux03等5个系列、25个钙钛矿型复合氧化物催化剂样品,考察了这些催化剂的焙烧温度、晶相、取代量(x)、表面氧等和催化氧化CO活性之间的关系。
结果表明,各种催化剂均对CO氧化具有活性。
在取代量一致(X相同)的情况下,Mn部分取代Co的催化剂系列的氧化活性最高,但在同一系列催化剂中,一般而言,取代量小的催化剂活性高于取代量大的催化剂。
在Lal.xSrxNil-xcu。
03中,不管取代量或大或小,其氧化活性都相差无几。
同时还发现所有催化剂存在着两种表面氧,即a氧和13氧。
其中a氧是‰。
Sr。
.Coo.枷n0。
03的低温氧化活性中心,t3氧主要参与该催化剂高温下的氧化反应。
另外发现在这些催化剂中存在化学组成不尽相同的各型钙钛矿晶相;高取代x值下容易产生尖晶石结构,在较小的取代量X下,催化剂易获得单一的钙钛矿相;单一的钙钛矿具有独特的c0氧化优势。
本实验条件下650℃焙烧要比850℃下更易获得单一钙钛矿晶相。
由此可见催化剂的物相不仅与焙烧温度有关,还与取代量的大小有关。
另外本文还以表面涂覆ce02的整形_r—A1:0,为载体合成了一种负载型钙钛矿复合氧化物催化剂并探讨了乙酸乙酯在该催化剂上的完全氧化活性及有关的反应网络。
关键词:柠檬酸络合钙钛矿型复合氧化物催化剂负载型乙酸乙酯完全氧化反应网络兰州大学研究生学位论文ABSTRACTFiveseriesofperovskite—typemixedoxidescatalystsweresynthesizedandtherelationsofcalcinationtemperature,structure,surNceoxygenandcatalyticactivityforCOoxidationwereinvestigatedinthissmdy.TheresultsshowedthatsomecatalystsshowedhigheractivitytothereactionofCOoxidation.ThecatalystssubstitutedpartlybyMnshowedhigheractivitythanothercatalystswhenxvaluewasequal.Amongthesameseriescatalysts,thecatalyst、ⅣitIllesssubstituentshowedhigheractivity.IntheseriesofLal.xSrxNil《Cux03,allcatalystsshowedsimilaractivity.Theresultsshowedthatthesecatalystssurfaceexisttwotypesofactiveoxygen,ooxygenand13oxygen.DuringCOoxidationoverLa06Sro4C006Mn0403,aoxygenwastheactivecenterinlowerreactiontemperaturewhile13oxygentookpartinreactioninhigherreactiontemperature.Atthesametime,asupportedperovskite-typemixedoxidescatalystwaspreparedandthereactionschemeofethylacetatecompleteoxidationoverthiscatalystwasinvestigated.Theresunsshowedthatethanolandaldehydeweretheintermediatesinthereactionofethylacetatecompleteoxidationoverthiscatalyst.Keywords:perovskite—typemixedoxidescatalysts,supported,ethylacetate,completeoxidationscheme1l兰州大学研究生学位论文第一章绪论§1.1可持续发展与环境保护随着人们生活水平的提高,工业生产的发展,环境污染和生态破坏日益严型”,极大地阻碍了经济的可持续发展以及人民生活水平的进一步提高。
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。
钙钛矿光催化反应器

钙钛矿光催化反应器
钙钛矿是一种具有特殊结构和优异光催化性能的材料,被广泛用于光催化反应器。
钙钛矿的一种常见成员是钙钛矿氧化物,通常用于水分解、二氧化碳还原和有机废水降解等光催化反应。
以下是钙钛矿光催化反应器的一些特点和应用:
1. 光催化水分解:钙钛矿被用于制备光催化水分解系统,通过吸收太阳能将水分解为氢气和氧气,从而实现清洁能源的产生。
2. CO2光还原:钙钛矿也可用于将二氧化碳转化为高附加值的化合物,如甲烷或其他碳氢化合物,从而减少温室气体的排放。
3. 有机废水降解:钙钛矿可作为光催化剂,用于有机废水的降解,促使废水中的有机物质被光催化氧化分解。
4. 光电催化:钙钛矿在光电催化中的应用也备受关注,例如用于制备光催化电池,将太阳能转化为电能。
5. 电解质:钙钛矿还可以用作某些光电催化电池中的电解质,具有导电性能,有助于提高反应器的效率。
6. 可见光响应:钙钛矿通常对可见光敏感,这意味着它可以更有效地利用太阳光进行光催化反应。
请注意,具体的钙钛矿光催化反应器的设计和应用可能取决于反应的性质和所需的产物。
这方面的研究还在不断发展,以提高催化效率、稳定性和可持续性。
1/ 1。
钙钛矿对科技发展的贡献

钙钛矿对科技发展的贡献钙钛矿是一种具有广泛应用前景的新型材料,它在科技发展中发挥了重要的贡献。
它的出现不仅推动了太阳能电池的发展,还应用于光电器件、光催化和传感器等领域,为人类的生活和科技进步带来了巨大的改变。
钙钛矿在太阳能电池领域的应用让人们看到了可再生能源的巨大潜力。
钙钛矿太阳能电池以其高光电转换效率和低成本而备受瞩目。
与传统硅太阳能电池相比,钙钛矿太阳能电池具有更高的光吸收能力和更高的光电转换效率。
这意味着钙钛矿太阳能电池可以在较低的光照条件下工作,为人们提供了更多的发电选择。
此外,钙钛矿材料制备过程简单,成本较低,因此在未来的能源转型中具有巨大的潜力。
钙钛矿在光电器件领域的应用也为科技发展带来了许多创新。
光电器件是将光能转换为电能或反之的装置,广泛应用于显示技术、光通信和光电子学等领域。
钙钛矿材料以其优异的光学性能和电学性能成为光电器件的理想材料之一。
例如,钙钛矿发光二极管具有高亮度、宽发光光谱和快速响应的特点,被广泛应用于照明和显示领域。
此外,由钙钛矿材料制备的光电二极管和光电晶体管也在光通信和光电子学领域发挥着重要作用。
钙钛矿在光催化和传感器领域的应用也为科技的发展带来了巨大的贡献。
光催化是利用光能驱动化学反应的技术,可以应用于环境净化、水分解和有机合成等领域。
钙钛矿光催化剂由于其优异的光吸收和光生电子特性而成为研究热点。
钙钛矿光催化剂不仅具有高效的光催化活性,还具有稳定性好、寿命长的特点,可以大幅度提高催化反应的效率。
此外,钙钛矿材料还可以用于制备高灵敏度的传感器,如气体传感器和生物传感器,为环境监测和生物医学领域提供了新的解决方案。
钙钛矿作为一种新型材料,在科技发展中发挥了重要的贡献。
它的应用不仅推动了太阳能电池的发展,还在光电器件、光催化和传感器等领域带来了许多创新。
随着对钙钛矿材料的深入研究和应用,相信它将继续为科技进步和人类生活带来更多的改变。
钙钛矿型光催化材料的应用现状及进展

钙钛矿型材料具有与天然钙钛矿(CaTiO3)相同的晶体结构,其化学通式为ABX3,A为碱土或稀土金属离子,B为过渡金属离子,X为原子半径较小的阴离子。
通过元素的替换和掺杂可以调控钙钛矿型材料的催化性能,A位和B位都可被相同或不同价态离子取代,用A1−xA′xB1−yB′yX3+δ表示。
元素周期表中绝大部分元素都能组成稳定的钙钛矿结构。
钙钛矿材料具有光、电、磁等物理特性以及氧化还原性、催化活性等化学性质,已经广泛应用于催化领域。
近年来,研究者发现钙钛矿型材料具备优异的电子结构,利于电子激发和迁移,可将光响应段向可见光区移动,所以钙钛矿型材料作为光催化剂对太阳光具有极高的利用率。
同时,通过晶格畸变可以强烈影响钙钛矿型材料的光生电荷载流子的分离,进而避免复合过程。
所以,钙钛矿型材料作为新型光催化剂的潜力逐步得到重视。
钙钛矿型材料的光催化原理与传统光催化材料相似。
在可见光或紫外光照射下,钙钛矿产生光生电子和空穴,光生电子和空穴在内部电场力的作用下分离并分别转移到导带(CB)和价带(VB),这些电荷与表面吸附的氧气和氧化物发生反应,产生具有强氧化性的自由基,进而实现污染物的降解。
本文综述了钙钛矿型光催化剂的活性影响因素、新型钙钛矿光催化材料的发展现状以及钙钛矿材料在光催化领域的应用现状,并对其目前面临的问题及未来发展方向进行了展望。
摘要:光催化技术和光芬顿技术是解决环境污染和能源短缺问题的有效手段,而光催化剂是其研究核心。
钙钛矿材料因其在光催化能量转换和环境净化方面的潜力而成为新型光催化材料的研究热点。
该文综述了钙钛矿型光催化剂的特性、活性影响因素和新型钙钛矿光催化材料的发展现状,归纳了该材料在染料废水处理、氨氮废水处理、金属离子氧化还原、大气污染物净化和土壤有机物及重金属去除中的应用进展,并对其在实际应用中面临的挑战及未来发展方向进行了讨论。
最后指出钙钛矿型光催化剂目前发展面临的关键问题在于节能绿色制备方法的开发、新型复合钙钛矿材料尤其是高比表面积钙钛矿基体材料的研发和针对钙钛矿材料特性的反应器的建造。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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]。