CN115155566B - 一种金属氧化物材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属氧化物材料及其制备方法与应用，所述金属氧化物材料包括锰氧化物，所述锰氧化物呈由棒状和/或片状组成的中空多孔微球状或类微球状该材料光热催化VOCs的性能好、矿化率高、耗能低、稳定性好，可以在全光谱的光照条件下对气体中大多数VOCs有极好的光驱动催化氧化性能。该材料整体呈三维中空球体结构，由棒状/或片状纳米材料组装而成，孔径较大，具有良好的接触面积，表面缺陷丰富；使得其具有优良的光热反应活性，相较于常规非贵金属催化剂具有更高的催化效率。
Description
技术领域
本发明涉及催化技术领域，具体涉及一种金属氧化物材料及其制备方法与应用。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)是指在常温下，沸点50～260℃的各种有机化合物，能够参与大气环境中臭氧、光化学烟雾和二次气凝胶的形成，作为PM2.5和O3形成的关键前体物之一，其有效控制、减排对于改善空气质量起着重要作用。VOCs的末端治理技术主要包括吸收、吸附、冷凝、膜分离、热催化、等离子体、光热催化和生物降解等技术。其中，催化氧化法能够在催化剂的参与下，将VOCs污染物在较低温度下较彻底转化为无毒的CO2和H2O，被认为是最有效的VOCs消除方法之一。为解决传统VOCs热催化所需外部热能供给及去除效率低等问题，以VOCs治理能效为出发点，结合传统光热催化和热催化特性，国内外一些课题组提出VOCs 光热催化治理技术，研发高效光热催化材料，利用太阳能储存转化驱动反应，实现低能耗的 VOCs治理。光热催化反应的决定性因素仍是其催化剂，光热催化剂的性能主要由三因素决定，价带(VB)，导带(CB)和禁带宽度(Eg)。禁带宽度越小，电子跃迁所需能量越小，反应越容易进行。
理想光热催化剂应满足三个重要的设计标准以获得优异的催化性能:(1)具备在整个太阳光谱范围的强烈光吸收的能力，(2)具备高效的光热转换能力和(3)具备卓越的催化活性和稳定性。目前，热门的光热催化剂大体上可分为贵金属催化剂和金属氧化物催化剂，以往热催化所使用的非贵金属催化剂主要包括Mn、Ce、Fe、Co、Cu、Ni等金属氧化物，价格低廉，但往往遇到催化活性较低，起燃温度高、运行能耗高等问题。贵金属催化剂虽然活性高，且起燃温度低，有利于降低设备运行能耗和费用，但也有价格昂贵，易与含硫含氯化合物作用而导致催化剂失效，高温反应易烧结引起材料活性降低等缺点。相比于昂贵的贵金属催化剂，金属氧化物仍由于其廉价易得，稳定，结构易于调控改性受到诸多研究学者和工业应用的青睐。同时金属氧化物的多组分杂化纳米材料摆脱了单一纳米材料的劣势，可以依赖组分调变和不同的杂化类型设计以及缺陷位点、异质结构的引入拓展应用领域；利用不同组分和位点的互补和协同作用提高催化剂活性和选择性。对于多价态、多组分纳米材料的广泛研究使得金属氧化物为基础的催化剂炙手可热。作为一个新兴的研究领域，过渡金属材料的光热催化方面仍然有许多科学技术问题需要解决：一是如何有效地将俘获的太阳光子能量转化为热能，实现全光谱太阳光有序高效转化；二是如何利用有效的调控策略设计制备功能化光热催化剂并提高光热催化降解VOCs性能。
基于此，开发新的具有较高光热催化活性的非贵金属用于光热催化去除VOCs具有重要意义。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种金属氧化物材料，该材料具有较高的光热催化活性，能够有效催化VOCs的降解。
根据本发明的一个方面，提出了一种金属氧化物材料，所述金属氧化物材料包括锰氧化物，所述锰氧化物呈由棒状和/或片状组成的中空多孔微球状或类微球状。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：该材料光热催化VOCs的性能好、矿化率高、耗能低、稳定性好，可以在全光谱的光照条件下对气体中大多数VOCs有极好的光驱动催化氧化性能。该材料整体呈三维中空球体结构，由棒状/或片状纳米材料组装而成，孔径较大，具有良好的接触面积，表面缺陷丰富；使得其具有优良的光热反应活性，相较于常规非贵金属催化剂具有更高的催化效率。
在本发明的一些实施方式中，所述锰氧化物为三氧化二锰。
在本发明的一些实施方式中，所述锰氧化物的平均粒径在1～5um之间。
根据本发明的另一个方面，提出了上述金属氧化物材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、Mn-MOFs前体物的制备：取锰盐和聚乙烯吡咯烷酮的分散系I及含有机配体的分散系II，混合，静置；
S2、煅烧：将步骤S1静置后的分散系固液分离，收集固相部分，煅烧，即得。
根据本发明的一种优选的实施方式的制备方法，至少具有以下有益效果：利用Mn-MOFs (metal-organic frameworks，MOFs)作为前驱物、牺牲模板经煅烧直接制备特殊构造多孔 MnOx(x>0)催化剂对VOCs的热催化反应活性优于共沉淀法合成的金属氧化物，高活性归因于其独特的结构、优异的低温氧化-还原能力、丰富的活性氧物种和氧空位表面活性氧。基于此，MOFs具有组成和结构丰富、孔结构多样和孔隙率高等特点，其作为前驱体或牺牲模板可为合成结构和成分可调的多孔或中空结构的纳米结构材料提供新的机会，省略了额外的模板或繁琐的过程，且其衍生材料比常规方法制备的催化剂活性更好，在多相催化领域具有巨大的发展潜力。目前，还有没有该类材料在光热催化降解VOCs的应用。本发明方案可为探究光热催化领域的VOCs处理方面应用提供一定支持，同时本发明方案的金属氧化物材料制备条件温和，催化效率高，操作方便，成本低廉，便于工业大规模生产。
在本发明的一些实施方式中，所述锰盐包括氯化锰、硝酸锰、硫酸锰或醋酸锰中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述锰盐与有机配体摩尔比在1：1以上。
在本发明的一些实施方式中，所述锰盐与有机配体摩尔比为1～2.5：1。按此比例添加，材料的球体更均匀，产品、产量及催化性能均更为优良。
在本发明的一些实施方式中，所述聚乙烯吡咯烷酮与有机配体的质量比例为 0.5～10:0.6～0.9。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S1中的混合操作具体为将分散系II加入到分散系I中。
在本发明的一些实施方式中，所述加入采用滴加。
在本发明的一些优选实施方式中，所述滴加的速度为1～3ml/min。
在本发明的一些优选实施方式中，所述滴加的时间为0.5～3h。
在本发明的一些实施方式中，所述分散系I中还含有溶剂I，所述溶剂I为含有机溶剂I 与水的混合溶剂I。
在本发明的一些实施方式中，所述水为超纯水，电阻抗大于18Ω。
在本发明的一些实施方式中，所述有机溶剂I为醇类有机溶剂I；优选为短链醇类有机溶剂，所述短链是指碳原子数在4以下；更优选地，所述有机溶剂为乙醇。
在本发明的一些实施方式中，所述醇类有机溶剂I在混合溶剂I中的体积占比为50～80％。
在本发明的一些实施方式中，所述分散系II中还含有溶剂II，所述溶剂II为含有机溶剂II与水的混合溶剂II。
在本发明的一些实施方式中，所述有机溶剂II为醇类有机溶剂II；优选为短链醇类有机溶剂，所述短链是指碳原子数在4以下；更优选地，所述有机溶剂为乙醇。
在本发明的一些实施方式中，所述醇类有机溶剂II在混合溶剂II中的体积占比为50～80％。
在本发明的一些优选实施方式中，所述分散系I和分散系II的溶剂的比例和成分相同。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S1中，静置温度为0～60℃。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S1中，静置温度为25～60℃。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S1中，静置时间为8～48h。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S2还包括在煅烧前对固相部分进行烘干的操作。
在本发明的一些实施方式中，所述烘干的时间为6～18h。
在本发明的一些实施方式中，所述烘干的温度在80℃以下。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S2中，煅烧时升温速率为1～5℃/min。过高的升温速率易导致微球塌陷，从而降低催化性能；过低的温度则导致煅烧时间过长，带来的不必要的能源消耗。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S2中，煅烧温度为300～600℃。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S2中，煅烧时间为2～6h。
在本发明的一些实施方式中，所述煅烧是在空气氛围下进行。
根据本发明的再一个方面，提出了上述金属氧化物材料的应用，所述应用为应用于光热催化领域。
根据本发明的一种优选的实施方式的应用，至少具有以下有益效果：本发明方案的材料在光热催化领域具有良好的应用前景，该材料在矿化率高、稳定性好，可以在全光谱的光照条件下对气体中大多数VOCs有极好的光驱动催化氧化性能。
在本发明的一些实施方式中，所述应用包括使用所述金属氧化物材料进行光热催化时，光反应所导致的反应温度为110～300摄氏度。利用本发明方案的材料进行光热催化反应，其在任一波长范围的光源下均可进行光热催化反应，其光反应所导致的反应温度可达110～300 摄氏度，光热耦合协同使得挥性有机物等迅速发生反应。
在本发明的一些实施方式中，所述光反应用于降解挥发性有机物。
在本发明的一些实施方式中，所述挥发性有机物选自乙酸乙酯或甲醇中的至少一种。
本发明还提出了一种光热催化剂，所述光热催化剂中含有上述金属氧化物材料。
在本发明的一些实施方式中，所述光热催化剂用于催化降解挥发性有机物。
在本发明的一些实施方式中，所述挥发性有机物选自乙酸乙酯或甲醇中的至少一种。
本发明还提出了一种挥发性有机物降解方法，包括如下步骤:在含挥发性有机物的环境中，利用上述金属氧化物材料在光的作用下使所述挥发性有机物降解。
根据本发明的一种优选的实施方式的方法，至少具有以下有益效果：本发明处理VOCs是利用催化剂在适宜条件下光热效应和光化学效应的耦合，光热效应释放的热量可以促进反应过程，而光化学效应对表观活性也有显着贡献，热化学途径和光化学途径的协同效应不同于这两种途径的简单相加。在这种情况下催化剂的活性超过了单一光热催化和热催化过程的总和，进而可以实现反应活性或选择性的提高。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例1制备的金属氧化物材料的SEM图。
图2为本发明实施例1制备的金属氧化物材料切面的SEM图，其中，右图为左图中框线部分的放大图。
图3为本发明实施例2制备的金属氧化物材料不同倍率及不同视区下的SEM图，其中， (a)为(b)图对应的高倍率SEM图，(c)为(d)图对应的高倍率SEM图，(b)、(d) 对应不同视区。
图4为本发明实施例3制备的金属氧化物材料不同倍率下的SEM图，其中，(a)为(b)图对应的低倍率SEM图。
图5为本发明实施例4制备的金属氧化物材料不同倍率下的SEM图，其中，(a)为(c)图对应的高倍率SEM图，(b)为(d)图对应的高倍率SEM图。
图6为本发明实施例6制备的金属氧化物材料的SEM图。
图7为本发明实施例8制备的金属氧化物材料的SEM图。
图8为本发明实施例9制备的金属氧化物材料的SEM图。
图9为本发明对比例1制备的金属氧化物材料的SEM图。
图10为本发明实施例1～3制备的金属氧化物材料的XRD图。
图11为本发明实施例1～3制备的金属氧化物材料的吸附曲线图。
图12为本发明试验例中使用的催化性能测试装置示意图。
图13为本发明实施例1～4制备的金属氧化物材料及对比例2的材料对乙酸乙酯的催化性能测试结果图。
图14为本发明实施例2制得的金属氧化物材料对甲醇和乙酸乙酯的催化性能测试结果图。
附图标记：
1、气体供给瓶；2、VOC产生器及气体混合装置；3、样品；4、隔热片；5、气相色谱仪；6、蠕动泵。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，大于理解为不包括本数，以上理解为包括本数。如果有描述到I、 II只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本发明的描述中，如无特殊规定，所述“约”的含义是指正负2％。
实施例1
本实施例制备了一种金属氧化物材料，具体过程为：
1)分别将0.49g Mn(CH3COO)2·4H2O和0.25g PVP(聚乙烯吡咯烷酮，Mw：58000)溶解在100ml乙醇-超纯水(电阻抗大于1818Ω)混合溶液中，该混合溶液中乙醇与超纯水比例2： 1的溶液中，分别超声10min，得到标记为A溶液的澄清溶液。
2)称取0.9g均苯三甲酸(Trimesic Acid)置于乙醇与超纯水比例2：1的80ml溶液中，超声分散10min，得到澄清的溶液标记为B溶液。
3)将B溶液装入100ml的玻璃制注射器悬置于A溶液之上，重力使得B溶液经细针头或蠕动泵滴入A溶液，控制滴加时间约为60min(30～60min均可)，同时A溶液处于转子转速400r/min的搅拌状态下，以获得均匀的球状前体物，并在滴加结束后在25℃条件下静置12h。
4)经无水乙醇洗涤，过滤静置溶液所得的白色粉末状前体物，干燥后放入管式炉内400℃温度下空气氛围下煅烧2h，管式炉的升温速率为1℃/min。收集所得黑色粉末即为目标产品。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：步骤2)中，PVP的投加量为0.50g。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：步骤2)中，PVP的投加量为0.75g。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：步骤2)中，溶液乙醇与超纯水比例为1：1。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：步骤2)中，溶液乙醇与超纯水比例为3：1。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：步骤2)中，超纯水替换为等体积甲醇。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于：步骤4)中，升温速率为5℃/min。
实施例8
本实施例与实施例4的区别在于：步骤2)中，均苯三甲酸(Trimesic Acid)的质量为 1.5g。
实施例9
本实施例与实施例4的区别在于：步骤2)中，均苯三甲酸(Trimesic Acid)的质量为 0.2g。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：步骤2)中，不投加模板剂PVP。
对比例2
本对比例提供一种材料，该材料为市购所得的锰基合成的传统的MOF-74衍生材料(cas 号为1235342-69-4)。
试验例
本试验例测试了实施例和对比例制备的形貌、结构、比表面积及催化的性能。其中：
1)微观形貌测试
通过场发射扫描电子显微镜测试(FE-SEM)观察各实施例和对比例制得的金属氧化物材料的微观形貌，其中，实施例1～4、6及8～9产物的结果如图1～8所示，对比例1制得的材料如图9所示。从图1中可以观察到其球形结构，且表面粗糙。从图2可以看出，棒状MnOx组装成为中空多孔微球，表明本发明实施例制备得到了中空结构三维球形材料且所得金属氧化物材料的直径约为1-5μm。从图3中可以看出，本发明实施例2制备的产品的SEM图(粒径： 1～5μm),对比实施例1，可以观察到示例产品纳米棒的组装发生了一定的变化，纳米棒更加杂乱，材料空隙更多。从图4中可以看出，本发明实施例3制备的产品的SEM图(粒径： 1～10μm)，图中测量得粒径为9.76μm。对比实施例1～2，该图可以观察到该示例产品的纳米棒组装的球平均体积变大。从图5中可以看出，本发明实施例4制备的产品的SEM图(粒径： 2～5μm)，该产品纳米棒组装时向外凸出，内部中空体积减小，呈现出一种类“海胆状”。从图6中可以看出，本发明实施例6制备的产品的SEM图(粒径：5μm)，该产品纳米片组装方式变化，表面的凸起转变为更细小的纤维棒状，表面粗糙。实施例5和7的形貌与实施例1 相似，为避免冗余，未逐一示出。从图9中可以看出，本发明对比例1制备的产品，该产品纳米片该产品未添加模板剂PVP，使得产品无法组装成球体，但可以观察到纳米棒。
2)结构测试
对实施例1～9制备的MnOx产品分别进行X射线衍射测试(XRD)，实施例1～3的结果如图 10所示(依次标识为Mn-BTC-025、Mn-BTC-050和Mn-BTC-075)。从图10中可以发现，实施例1～3制得的金属氧化物材料XRD衍射花样近乎相同，三者衍射峰的差异极小。所有测试产品均在衍射角(2θ)为23.1°、32.9°、38.2°、45.1°、49.3°、55.1°和65.8°出现了黑铁锰矿型(Bixbyite-C,syn)Mn2O3的特征衍射峰(卡片号PDF#41-1442，空间群：Ia-3)，对应(211)，(222)，(400)，(332)(431)，(440)和(622)密勒指数晶面，表明三种不同形貌的金属氧化物材料均具有相同的黑锰矿型三氧化二锰结构。从图谱显示的衍射峰强度来看，三者衍射峰强度相近，半峰宽基本一致，理论晶粒尺寸相似。实施例4～9的XRD 表征结果与1～3类似，为避免冗余，未逐一示出。
3)比表面积分析
对实施例1～7制备的产品和对比例2的产品分别进行比表面积测试(BET，通过氮吸附法测定)，实施例1～3的测试结果如图11所示和表1。图11中，实施例1～3依次标识为BTC-025、 BTC-050和BTC-075。从图11中可以看出，本发明方案制得的样品具有较大的比表面积及较高的吸附量。其他实施例的BET测试结果与上述结果水平相当，为避免冗余，未逐一示出。
表1
4)催化活性测试
对本实施例和对比例制备的产品的催化活性进行测试，测试过程使用的装置如图12所示 (通过该组设备主要拟工业尾气净化，具有高浓度大风量的特征)。通过2个气体供给瓶1 同时向气相色谱仪5(双FID气相色谱分析仪，型号：GC-6600，仪器编号：GC2020110，厂商：上海凡伟设备有限公司)及VOC产生器及气体混合装置2中分别供给氮气和干燥压缩空气，VOC产生器及气体混合装置2将产生的VOC气体和空气混合气体输送到催化微反应装置中(该装置内部放置有样品3，底部设置有隔热片4)，顶部设有透明上盖，上盖可接受全光谱光源的垂直照射。微反应装置还与一蠕动泵(作为补充的后备装置，当小容量气体测试时，可直接用针管进装VOC，泵做动力)连通。在与催化微反应装置的进气口相对的一侧设有出气口，该出气口与一气相色谱仪5连通，用于在线分析检测出气口中VOC气体的含量。
具体测试过程为：取各实施例和对比例制备的0.05g产品用乙醇分散于玻璃纤维棉上，放入封闭的反应装置，产品接受全光谱光源垂直照射。使氧气、氮气混合气以及浓度为1000ppm (1000mg/L)的VOCs气体从封闭反应装置通过，反应后气体进入检测设备检测，设置空速为120000ml g-1h-1。
在全光谱光照条件(光强在600-800mW/cm2均可，本次测试过程采用的光强为750mW/cm2)下，该材料的光导热反应温度会迅速上升至180～250℃，30min内甲醇、乙酸乙酯降解率在90％以上。实施例1～4及对比例2催化乙酸乙酯降解的时间-降解率关系如图13所示，图13中MOF-74代表对比例2产品，BTC-0.25、BTC-0.5、BTC-0.75、BTC-1：1依次代表实施例1～4所制得的产品。从图13中可以看出，对比锰基合成的传统的MOF-74衍生材料，本发明的催化剂效率更高，性能更为优良。此外，对比例1的转化率远低于实施例1～9 的产品(低5％～10％)。
降低适宜的光照强度(600mW/cm2)，分别通入含有高浓度的乙酸乙酯和甲醇混合物的干燥空气(乙酸乙酯和甲醇的浓度均在2000ppm以上)，观察该系列衍生材料对不同种类VOCs 的催化效果。实施例2制得的产品对乙酸乙酯和甲醇的催化效果如图14所示(该材料的光导热反应温度会迅速上升至178-180℃)。从图中可以看出，相对于乙酸乙酯而言，甲醇的催化活性更好。
综上所述，本发明所得金属氧化物材料呈中空多孔球形或类球形，有丰富的表面缺陷，材料可由共沉淀-牺牲模版法制备，方法简单易操作，方法温和，绿色环保，适用于工业化大规模生产。光热催化反应活性和稳定性高，光照条件下金属氧化物材料对挥发性有机物(乙酸乙酯和甲醇等)去除率可达到90％以上，可进一步提高不同维度Mn-MOFs衍生材料处理挥发性有机物的催化性能，扩充了光驱动热催化大气中挥发性有机领域的实践。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (32)
1.一种金属氧化物材料在光热催化降解乙酸乙酯或甲醇领域中的应用，其特征在于：所述金属氧化物材料的制备方法包括如下步骤：
S1、Mn-MOFs前体物的制备：取锰盐和聚乙烯吡咯烷酮的分散系I及含有机配体的分散系II，混合，静置；
S2、煅烧：将步骤S1静置后的分散系固液分离，收集固相部分，煅烧，即得；
所述金属氧化物材料包括锰氧化物，所述锰氧化物为三氧化二锰，所述锰氧化物呈由棒状和/或片状组成的中空多孔微球状或类微球状；所述聚乙烯吡咯烷酮与有机配体的质量比例为0.5~0.75：0.9。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述应用包括使用所述金属氧化物材料进行光热催化时，光反应所导致的反应温度为110~300摄氏度。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述锰氧化物的平均粒径在1~5μm之间。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述锰盐包括氯化锰、硝酸锰、硫酸锰或醋酸锰中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述锰盐与有机配体摩尔比在1：1以上。
6.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述锰盐与有机配体摩尔比为1~2.5：1。
7.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述步骤S1中的混合操作具体为将分散系II加入到分散系I中。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述加入采用滴加。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述滴加的速度为1~3mL/min。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述滴加的时间为0.5~3h。
11.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述分散系I中还含有溶剂I，所述溶剂I为含有机溶剂I与水的混合溶剂I。
12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述水为超纯水，电阻抗大于18Ω。
13.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述有机溶剂I为醇类有机溶剂I。
14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于：所述醇类有机溶剂I为短链醇类有机溶剂，所述短链是指碳原子数在4以下。
15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于：所述短链醇类有机溶剂为乙醇。
16.根据权利要求13所述的应用，其特征在于：所述醇类有机溶剂I在混合溶剂I中的体积占比为50~80%。
17.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述分散系II中还含有溶剂II，所述溶剂II为含有机溶剂II与水的混合溶剂II。
18.根据权利要求17所述的应用，其特征在于：所述有机溶剂II为醇类有机溶剂II。
19.根据权利要求18所述的应用，其特征在于：所述醇类有机溶剂II为短链醇类有机溶剂，所述短链是指碳原子数在4。
20.根据权利要求19所述的应用，其特征在于：所述短链醇类有机溶剂为乙醇。
21.根据权利要求18所述的应用，其特征在于：所述醇类有机溶剂II在混合溶剂II中的体积占比为50~80%。
22.根据权利要求17所述的应用，其特征在于：所述分散系I和分散系II的溶剂的比例和成分相同。
23.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述步骤S1，静置温度为0~60℃。
24.根据权利要求23所述的应用，其特征在于：所述静置温度为25~60℃。
25.根据权利要求23所述的应用，其特征在于：所述步骤S1中，静置时间为8~48h。
26.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述步骤S2还包括在煅烧前对固相部分进行烘干的操作。
27.根据权利要求26所述的应用，其特征在于：所述烘干的时间为6~18h。
28.根据权利要求26所述的应用，其特征在于：所述烘干的温度在80℃以下。
29.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述步骤S2中，煅烧时升温速率为1~5℃/min。
30.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述步骤S2中，煅烧温度为300~600℃。
31.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述步骤S2中，煅烧时间为2~6h。
32.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述煅烧是在空气氛围下进行。
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