一种La掺杂的SrCoO制造技术

本发明专利技术公开了一种La掺杂的SrCoO3‑

【技术实现步骤摘要】
一种La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于光催化材料制备
，具体涉及一种La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂的制备方法及其在可见光下降解甲醛中的应用。

技术介绍

[0002]VOCs是指室温下饱和蒸汽压大于70.91Pa、在标准大气压下沸点在50℃至260℃之间的挥发性有机化合物。其中甲醛是一种重要的挥发性有机化合物，也是污染室内空气最重要的污染性气体之一。在常温常压下，甲醛是一种无色、有刺激性的气体。它能够与蛋白质氨基结合，导致细胞发生突变，长期接触对人体危害很大。由此可见，我们不能再忽视甲醛的危害，对甲醛的治理已经成为人们关注的焦点，如何在短期内有效去除室内空气中的甲醛已经成为目前亟待解决的难题。因此必须找到一种有效的方法来消除甲醛，为人们提供一个健康绿色的生活环境。
[0003]在甲醛去除领域，光催化氧化法是目前研究最多的技术之一，但是在过渡金属氧化物催化剂中采用的贵金属的储量少、成本高，其大规模应用受到了限制。因此开发一种能在温度较低的环境下高效去除甲醛、成本相对较低的非贵金属催化剂迫在眉睫。贵金属催化剂的催化机理一般是以负载在催化剂上的贵金属离子作为活性中心，而ABO3型钙钛矿催化剂与其催化机理不同，其反应机理一般是氧化还原。其中，钙钛矿的结构主要是由A位离子来稳定的，位于B位的金属离子一般具有可变的化学价态，因此可以活化有机分子并提供活性氧，它在整个催化体系中扮演着决定性的作用。
[0004]ABO3中的结构是一个立方体的空穴，这个空穴是由B位离子构筑的，而A位离子位于由B位离子构筑的立方体空穴中。其中，A位离子经常由La、Pr、Sr、Ca等金属离子所组成；B位一般为Fe、Co、Mn等金属离子。ABO3的晶体结构较为稳定、电磁性能优异以及氧化还原性良好。催化剂用于处理VOCs时。A位离子的作用主要是稳定晶体的结构，B位离子的作用主要是直接影响催化剂的催化性能。本专利技术提供的是一种基于La、Co修饰的钙钛矿型催化剂，催化剂对HCHO具有优异的降解效果且具有良好的稳定性，并且金属氧化物催化剂价格低廉、储量丰富，催化性能优良，因此有望成为贵金属负载型催化剂的最佳替代品，有效弥补了贵金属所存在的不足。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂的制备方法，其对HCHO降解效率高、催化性能稳定。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
[0007](1)将一定量的Sr(NO3)3、La(NO3)3·
6H2O及Co(NO3)3·
6H2O溶于稀硝酸中，组成A液；
[0008](2)将柠檬酸加入至水
‑
乙醇溶液中，再向该溶液中加入一定量的聚乙二醇，组成B
液；
[0009](3)在搅拌的状态下将B液缓慢滴入A液，搅拌一段时间后进行旋蒸，待液体完全蒸发后转移到烘箱中烘干；
[0010](4)将烘干后的样品放于马弗炉中经过煅烧，即得到所述的La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂。
[0011]优选地，所述步骤(1)中的Sr和La的摩尔量之和与Co的摩尔量之比为1:1。
[0012]优选地，所述步骤(1)中的Sr与La的摩尔比为2：1。
[0013]优选地，所述步骤(1)中稀硝酸的pH值为2
‑
3。
[0014]优选地，所述步骤(2)中水
‑
乙醇溶液中水与乙醇的体积比为1：7。
[0015]优选地，所述步骤(2)中的聚乙二醇的浓度为0.2g/ml。
[0016]优选地，所述步骤(2)中的柠檬酸的摩尔量与所有金属离子摩尔量的比值为2：1。
[0017]优选地，所述步骤(3)中的搅拌时间为3
‑
5h。
[0018]优选地，所述步骤(3)中的旋蒸温度为60
‑
80℃，旋蒸时间为20
‑
60min。
[0019]优选地，所述步骤(3)中的烘干温度为55
‑
75℃，时间为8
‑
24h。
[0020]优选地，所述步骤(4)中的煅烧过程为加热至500℃后，煅烧2h，然后升温至800℃，煅烧2h，升温速率为1
‑
2℃/min。
[0021]另一方面，本专利技术提供了所述制备方法制备得到的La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂在可见光下降解HCHO的应用；优选地，所述降解HCHO的反应湿度为35％。
[0022]通过适量La的掺杂，导致SrCoO3‑
δ
内部电子分布发生变化，带隙得到调节，从而改善了SrCoO3‑
δ
的光催化性能。本方法制备的催化剂不仅具有更加丰富的氧空位、窄带隙、更高的电荷转移效率，而且在可见光下显示出优异的光催化活性和稳定性。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024](1)本专利技术原料来源广泛，价格低廉，制备过程简单高效，绿色安全。
[0025](2)相比于原有SrCoO3‑
δ
，本专利技术通过元素掺杂调节了催化剂带隙并抑制电子
‑
空穴的复合，表现出很强的捕获光生电子的能力，从而显著提高了催化剂光催化性能。
[0026](3)本专利技术制备的催化剂表现出高效和稳定的光催化性能，具有良好的环境友好性，在处理HCHO中具有良好的应用前景。
附图说明
[0027]图1a为实施例1、对比例1、对比例2、对比例3制备得到的钙钛矿型催化剂的XRD图；图1b为实施例1所制得的Sr
0.67
La
0.33
CoO3的TEM图；图1c
‑
g是实施例1所制得的Sr
0.67
La
0.33
CoO3的EDS测试谱图。
[0028]图2a为实施例1、对比例1、对比例2、对比例3制备的钙钛矿型催化剂在可见光下光催化降解HCHO的效果图；图2b是不同质量的Sr
0.67
La
0.33
CoO3对HCHO的降解效果图；图2c是Sr
0.67
La
0.33
CoO3光催化剂在不同光照条件下对HCHO的降解效果图；图2d是不同湿度条件下Sr
0.67
La
0.33
CoO3对HCHO的降解效果图。
[0029]图3为实施例1所制备的Sr
0.67
La
0.33
CoO3在可见光下光催化循环降解HCHO的活性图。
具体实施方式
[0030]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)将一定量的Sr(NO3)3、La(NO3)3·
6H2O及Co(NO3)3·
6H2O溶于稀硝酸中，组成A液；(2)将柠檬酸加入至水
‑
乙醇溶液中，再向该溶液中加入一定量的聚乙二醇，组成B液；(3)在搅拌的状态下将B液缓慢滴入A液，搅拌一段时间后进行旋蒸，待液体完全蒸发后转移到烘箱中烘干；(4)将烘干后的样品放于马弗炉中煅烧，即得到所述的La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂。2.根据权利要求1所述的La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中Sr和La的摩尔量之和与Co摩尔量的比值为1:1。3.根据权利要求1所述的La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中Sr与La的摩尔比为2：1。4.根据权利要求1所述的La掺杂的SrCoO3‑
δ
钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中稀硝酸的pH值为2
‑
3。5.根据权利要求1所述的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：田程程，戴欣，马晓慧，彭春苗，张成琳，李芝蓉，邬婧怡，杨舒，黄昌飞，朱祥，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：