一种三维大孔结构铜酸镧和La_1.6Sr_0.4CuO₄的制备方法

摘要

本发明公布了一种三维大孔结构La₂CuO₄和La_1.6Sr_0.4CuO₄的制备方法，其特征在于以聚甲基丙烯酸甲酯为模板，柠檬酸为络合剂，甲醇或甲醇与乙二醇的混合溶液为溶剂，引入或不引入赖氨酸的条件下，借助改变焙烧条件，制得三维有序大孔或三维大孔结构的La₂CuO₄和La_1.6Sr_0.4CuO₄氧化物。金属盐与柠檬酸的摩尔比在1~1‑2，总金属盐与PMMA质量比为1.5~2.5:1。本发明具有原料便宜、产物粒子尺寸和孔径大小可控等优点，属于材料制备领域。

主权项

一种三维大孔结构铜酸镧和La_1.6Sr_0.4CuO₄的制备方法，包括三维有序大孔或三维蠕虫状大孔结构铜酸镧（La₂CuO₄）的制备及三维有序大孔或三维蠕虫状大孔结构La_1.6Sr_0.4CuO₄的制备，其特征在于，采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为模板，甲醇或甲醇与乙二醇的混合液为溶剂，通过不引入或引入L‑赖氨酸的水溶液，并在特定条件下焙烧得到的三维大孔结构铜酸镧La₂CuO₄和La_1.6Sr_0.4CuO₄；所述方法包括以下步骤：第一步，制备聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模板；第二步，制备金属前驱体；（1）La₂CuO₄前驱体的制备：称取计量比的六水合硝酸镧（La(NO₃)₃·6H₂O）和六水合硝酸铜（Cu(NO₃)₂·3H₂O）及柠檬酸溶入甲醇溶剂中，搅拌1‑3 h；其中金属盐的摩尔浓度为0.2‑0.5 mol/L；（2）La_1.6Sr_0.4CuO₄前驱体的制备：称取计量比的La(NO₃)₃·6H₂O，Cu(NO₃)₂·3H₂O和硝酸锶（Sr(NO₃)₂）及柠檬酸溶入甲醇和乙二醇的混合溶剂中，加入L‑赖氨酸的水溶液，搅拌1‑3 h；其中，甲醇的体积分数为32%，金属盐的摩尔浓度为0.2‑0.5 mol/L，L‑赖氨酸在水中的质量分数为10%，金属盐与L‑赖氨酸的摩尔比为2.0‑2.5；第三步，将上述制备的La₂CuO₄前驱体或La_1.6Sr_0.4CuO₄前驱体转移到装有PMMA的烧杯中浸渍5‑12 h后经真空抽滤、室温干燥12‑15 h；第四步，将干燥后的样品置于管式炉中焙烧，焙烧方式分为两种：第一种：三维有序大孔或三维蠕虫状大孔结构La₂CuO₄的焙烧条件为（1）在N₂气流20 mL/min中，以1℃/min的速率从室温升至700℃并在该温度下保温4 h后，再在同样气氛中冷却至50℃；（2）切换成空气流20 mL/min，以相同速率从50℃升至300℃并在该温度下保持3 h，继续升温至800℃并在该温度下保持5 h；第二种： 三维有序大孔或三维蠕虫状大孔结构La_1.6Sr_0.4CuO₄的焙烧条件为：（1）在N₂气流20 mL/min中，以1℃/min的速率从室温升至900℃并在该温度下保温2 h后，再在同样气氛中冷却至50℃；（2）切换成空气流20 mL/min，以相同速率从50℃升至700℃并在该温度下保持4 h；第二步中金属盐的摩尔比为化学计量比，金属盐与柠檬酸的摩尔比为1:1‑1:2，总金属盐与PMMA质量比为（1.5‑2.5）:1。