钙钛矿

    钙钛矿 : 由两种金属氧化物 形成与天然钙钛矿(CaTiO₃)结构相同或类 似的晶体化合物,具有特定的催化性能。其 结构通式为ABO₃。典型的钙钛矿的晶体结 构见图。A离子与12个氧离子型成十二面体 配位,B离子与氧离子相互形成正八面体配 位。A离子可以是Na⁺、K⁺、Rb⁺、Ag⁺、 Ca²⁺、Ba²⁺、Pb²⁺、La³⁺、Pr³⁺、Nb³⁺、Be³⁺、 Ce³⁺、Th⁴⁺等; B离子可以是Ti³⁺、V³⁺、 Cr³⁺、Mn³⁺、Fe³⁺、Co³⁺、Ni³⁺、Rh³⁺、Ti⁴⁺、 Mn⁴⁺、Rn⁴⁺、Pt⁴⁺、Nb⁵⁺、Ta⁵⁺、Mo⁶⁺、 W⁶⁺等。

图 钙钛矿的结构

钙钛矿 (CaTiO₃矿) 在高温是图示的 立方结构。A离子是十二面体氧离子配位,B离子在八面体的氧笼中
该化合物的稳定性要求A和B的化合 价之和等于6,实际上钙钛矿中B的化合价 都高于A的化合价,A和B的离子半径为 γ_A>0.90Å、γ_B>0.51Å并且限制于0.75<。式中γ_o为氧离子半径。
钙钛矿的构型中氧离子和A离子会产 生空位,产生晶格的点缺陷,同时存在一些 另外相关的晶相构型。存在表面过渡金属离 子或表面缺陷的电子组态,使其具有催化活 性。尤其是对氧化-还原反应过程,更为有效。 如用于一氧化碳氧化、氨氧化、氧化氮还原, 用作燃料电池组件、汽车尾气净化用催化剂 等已引起人们的极大关注。