納米復合氧化物La1-xBixCuyMn1-yO3及其制備方法和應用的制作方法

文檔序號：5271693閱讀：844來源：國知局

專利名稱：納米復合氧化物La1-xBixCuyMn1-yO3及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及納米復合氧化物技術,尤其涉及的是納米復合氧化物LahBixCuyMrvyO3及其制備方法和應用。
背景技術：
納米復合金屬氧化物以其在催化反應中的良好表現已備受關注。鈣鈦礦型氧化物催化劑具有價格低廉、催化活性好和熱穩定性高等特點，表現出巨大的應用前景，已成為實用催化劑的研究重點課題之一[卜6]。類鈣鈦礦型氧化物的制備方法大致可分為三種:氣相法、固相法和液相法。其中液相法是目前采取的最普遍的方法。液相法(即濕化學法)制備鈣鈦礦型和類鈣鈦礦型氧化物，由于具備設備成本較低、產物比表面積較大、催化活性良好等優點，近年來成為研究熱點。主要方法包括共沉淀法、溶膠凝膠法和水熱合成法。水熱(合成)法制備納米粉體是在密閉反應容器里，以水為溶劑，在高溫高壓的條件下進行合成反應，再經分離、洗滌和干燥得到最終產物。在水熱反應過程中，金屬離子以氫氧化物形式存在，在高溫高壓的環境下，氫氧化物在水中的溶解度大于相應的氧化物的溶解度，于是氫氧化物溶于水中，氧化物析出，從而大大降低反應難度。水熱法的優點是不需要高溫煅燒，產物直接為晶態。與其它方法相比，水熱法可以通過對成核、生長和反應時間的調節，實現對粉體顆粒形貌、尺寸團聚的控制，制成純度高、粒度分布窄、團聚程度輕，晶粒組分和形態可控、反應活性好的納米粉體，且合成溫度較低，是制備納米粉體理想的合成方法。按反應和研究目的的不同，可分為:水熱晶體生長(用來生長各種單晶)、水熱反應(用來制備各種功能陶瓷粉體)、水熱處理反應(完成某些有機反應或對一些危害人類生存環境的有機廢棄物進行處理)、水熱燒結反應(在相對較低的溫度下完成對某些陶瓷材料的燒結)等[7]。按反應設備分類可分為:釜式間歇水熱反應，以反應釜作為反應容器，間歇性投料和獲取產品，非穩態。管式連續水熱反應，以金屬列管作為反應容器，儀器控制連續投料并獲取產品。按反應溫度分類:中溫中壓:100-240°C，1 20MPa ;高溫高壓:大于240°C，大于20MPa。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種納米復合氧化物LahBixCuyMrvyO3及其制備方法和應用本發明的技術方案如下:一種納米復合氧化物 LahBixCUyMrVyOp x=0.25 I ;y=0 0.28。所述的納米復合氧化物La^xBixCuyMrvyO3, x=0.5, y=0.28。所述的納米復合氧化物LahBixCuyMrvyO3的制備方法，包括以下步驟:稱量La (NO3) 3.6H20、Bi (NO3)3.5H20、CuCl2.2H20、KMn04、MnCl2.4H20 藥品原料于燒杯中，并攪拌10分鐘至藥品完全溶解均勻，再添加NaOH模板劑攪拌均勻調節溶液pH值為13，即為前軀體；將處理好的前軀體放入水熱反應釜中，填充度為80%，保持180° C恒溫反應24h，反應結束后冷卻取出樣品，離心分離，收集沉淀用去離子水和乙醇反復清洗產品，然后100° C烘4h，即可得到最終產品。所述的納米復合氧化物LahBixCuyMrvyO3作為光催化劑的應用。結果表明，本實驗中所制備的納米復合氧化物屬層狀鈣鈦礦結構，所有體系的顆粒平均粒徑均達到nm級。同時，發現水熱反應條件對所制備的材料有極大的影響，確定了合成該類材料的最佳模板劑為氫氧化鈉、最佳反應溫度為180°C，最佳反應時間為24小時、最佳PH值為13等反應條件。而在最佳反應條件下，摻入不同量的金屬源對催化劑性能也有較大的影響。在一定范圍內，La3+的加入可促進Bi3+的分散，維持催化劑的結構穩定性；而加入的Cu2+ (銅的加入量在整個復合氧化物分子式中的y=0 0.28)對催化劑的光催化性能有較大的影響，加入的Cu2+的比例越高，催化劑的催化性能越好。y=0.28時，在紫外光照射下，用催化劑為2g/L，降解甲基橙(20mg/L)達到96.4%時所需時間為60min ;而相同條件下，Y=O時，降解甲基橙達94.9%時需120min。

圖1 為不同反應模板劑的 La。.75Bi0.25Cu0.2Mn0.803 的 XRD 圖譜；a =NaOHb:K0Hc =NaOH+平平加 d:NaOH+CTABe:NaOH+SDS，符號說明:正方形(■) -La (OH)3、三角形(▼) -Bi2Mn4O10,圓形(.)-雜峰；圖2 為不同反應溫度的 Laa75Bia25Cua2Mna8O3 的 XRD 圖譜，a:150° Cb:180° Ce:220。Cd:250° C ;符號說明:正方形(■)-La(OH)3、三角形(V)-Bi2Mn4Oici，圓形(.)-雜峰；圖3 為不同反應時間的 Laa75Bitl 25Cuci 2Mnci 8O3 的 XRD 圖譜；a:24hb:27hc:2Ihd:18h ;正方形(_)-La(0H)3、三角形(T)-Bi2Mn4Oltl，圓形(籲)-雜峰；圖4 為不同的反應 pH 值的 Laa75Bia25Cua2Mna8O3 的 XRD 圖譜；a:pH= 13b:pH=10c:pH=7 ;正方形(■ ) -La (OH) 3、三角形(▼ ) -Bi2Mn4O10 五角星(☆) -Na1.25CuBi2La0.7506 圓形(.)-雜峰；圖 5 為 La1^xBixCu0.28Μη0 7203 (χ=0、0.25,0.5、1)的 XRD 圖譜；a:X=lb:X=0.5c:X=0.25d:X=0 ;正方形(■ ) -La (OH) 3、三角形(▼ ) -Bi2Mn4O10 五角星(★) -CuBi2O4 ；圓形(.)-雜峰；圖 6 為 Laci 5Bitl 5CuyMrvyO3 (y=0、0.2、0.28)XRD 圖譜；a:y=0.28b:y=0.2c:y=0 ;正方形(■)-La(OH)3 三角形(V)-Bi2Mn4Oici 圓形(.)-雜峰；圖7為在最佳反應條件下制備的Laa75Bia25Cua2Mna8O3的SEM圖譜；圖8為在最佳反應條件下制備的Laa5Bia5Cua28Mna72O3的SEM圖譜；
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。1.1LahBixCuyMrvyO3 的制備

表ILahBixCuyMrvyO3 (χ=0.25 Iy=O 0.28)的制備條件
權利要求
1.一種納米復合氧化物 LahBixCuyMrvyO3, x=0.25 I ;y=0 0.28。
2.根據權利要求1所述的納米復合氧化物LahxBixCuyMrvyO3,x=0.5, y=0.28。
3.根據權利要求1或2所述的納米復合氧化物LahBixCuyMrvyO3的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:稱量 La (NO3)3.6H20、Bi (NO3)3.5H20、CuCl2.2H20、KMnO4、MnCl2.4H20藥品原料于燒杯中，并攪拌10分鐘至藥品完全溶解均勻，再添加NaOH模板劑攪拌均勻，調節溶液pH值為13,即為前軀體；將處理好的前軀體放入水熱反應爸中，填充度為80%,保持180° C恒溫反應24h，反應結束后冷卻取出樣品，離心分離，收集沉淀用去離子水和乙醇反復清洗產品，然后100° C烘4h，即可得到最終產品。
4.根據權利要求1或 2所述的納米復合氧化物LahBixCuyMrvyO3作為光催化劑的應用。
全文摘要
本發明公開了一種納米復合氧化物La1-xBixCuyMn1-yO3及其制備方法和應用，納米復合氧化物La1-xBixCuyMn1-yO3，其中x=0.25～1;y=0～0.28。制備方法包括以下步驟稱量La(NO3)3·6H2O、Bi(NO3)3·5H2O、CuCl2·2H2O、KMnO4、MnCl2·4H2O藥品原料于燒杯中，并攪拌10分鐘至藥品完全溶解均勻，再添加NaOH模板劑攪拌均勻調節溶液pH值為13，即為前軀體；將處理好的前軀體放入水熱反應釜中，填充度為80%，保持180°C恒溫反應24h，反應結束后冷卻取出樣品，離心分離，收集沉淀用去離子水和乙醇反復清洗產品，然后100°C烘4h，即得。
文檔編號B82Y30/00GK103112900SQ201310072660
公開日2013年5月22日申請日期2013年3月6日優先權日2013年3月6日
發明者許雪棠, 李斌, 范閩光, 張飛躍, 李景林, 王德貴, 劉潤霞, 范芳玲申請人:廣西大學

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