CN115449815A - 一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法 - Google Patents

一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将铕可溶盐、钴可溶盐和溶剂混合，向其加入沉淀剂，得到混合溶液；将所述混合溶液依次进行溶剂热反应和煅烧处理，得到铕掺杂四氧化三钴；将所述铕掺杂四氧化三钴和还原剂混合，超声后，得到稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂。所述制备方法利用了稀土铕和氧空位缺陷之间的协同效应，稀土铕的加入可以优化电荷的重新分布，氧空位缺陷的引入可以产生杂质能级，提升催化剂的电子传输能力，从而显著提升催化剂的析氧反应的速率，降低反应的能垒；制得的催化剂环境友好，无毒无害，催化效果优异。

Description

一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的 四氧化三钴催化剂的制备方法
技术领域
本发明属于电催化水分解制氢领域，尤其涉及一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法。
背景技术
随着经济和社会的迅速发展，能源危机和环境污染已成为全球普遍面临的两大难题。目前，化石燃料(如：煤、石油、天然气)仍然是主要的能源供给，但这些化石燃料的储量是有限的，在燃烧过程中还会释放有害的物质造成环境污染。因此，发展可替代传统的化石燃料的清洁可持续能源载体意义重大。
氢气作为一种能量密度高且无碳排放的清洁能源，一直被人们认为是未来替代碳基能源的重要产品。电催化水分解制氢技术是一种环境友好且高效的产氢途径，其包括两个半反应，即阳极上的析氧反应和阴极上的析氢反应。析氧反应是涉及的是电子转移过程的复杂反应，其反应能垒较高，反应速率教慢，成为了水分解制氢的“瓶颈”。因此，制备出高效、稳定且低成本的析氧反应催化剂，加快水分解制氢的速率，降低制氢的能垒具有重要的意义。
目前有益的析氧反应催化剂为贵金属Ir和Ru基的纳米材料，然而贵金属的储量较低，成本较高，限制了其大规模化应用。四氧化三钴材料由于制备简单，成本低廉和催化效果突出，吸引了广泛学者的研究兴趣，然而，四氧化三钴基催化剂也面临两个问题：(1)导电性能差，由于较大的带隙，四氧化三钴的电子传输能力不足，影响反应过程中电荷的转移；(2)对氧基物种(H2O，OH，O，OOH，O2)的吸附能力不恰当，由于自身电子结构与贵金属差别较大，故四氧化三钴对部分氧基物种的吸附能太强或者太弱，不利于反应物的吸附活化以及产物的转移脱附，从而导致反应的能垒较高。
CN109576730A公开了一种铁修饰的四氧化三钴纳米片阵列电极的制备方法及应用，所述制备方法包括：一、碳布的处理；二、配制溶液；三、浸泡；四、阴离子刻蚀；五、退火处理，得到四氧化三钻纳米片阵列电极和铁修饰的四氧化三钴纳米片阵列电极。采用铁修饰的方法，提高催化剂的导电性和增加催化剂的位点数目，从而提高其催化析氧反应的性能。
CN110479274A公开了一种通过铝粉牺牲法制备Co3O4-CuCoO2纳米网材料的制备方法，以硝酸铜、硝酸钴、氢氧化钾、铝粉为原料，然后经200℃水热反应20小时，降至室温后，用水进行离心和洗涤，60℃真空干燥，得到Co3O4-CuCoO2纳米网。所述制备方法通过优化对中间产物的吸附和脱附过程，从而提升催化析氧反应的性能。
上述催化剂的制备方法相对复杂，并且只能缓解氧化物催化剂的部分问题。因此，亟需开发一种制备方法简单、且能同时提高四氧化三钴的导电能力及吸附能力的四氧化三钴基催化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，所述制备方法操作简单，合成迅速，具有很好的普适性，制得的催化剂可实现催化析氧反应，能够加快反应速率，降低反应能垒。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将铕可溶盐、钴可溶盐和溶剂混合，向其加入沉淀剂，得到混合溶液；
(2)将步骤(1)所述混合溶液依次进行溶剂热反应和煅烧处理，得到铕掺杂四氧化三钴；
(3)将步骤(2)所述铕掺杂四氧化三钴和还原剂混合，超声后，得到稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂。
本发明所述制备方法，在溶剂热过程中，沉淀剂提供碱性环境，使得钴离子(Co3+)和铕离子(Eu3+)共沉淀，形成Eu掺杂的氢氧化钴前驱体，然后经煅烧处理可得的铕掺杂四氧化三钴，因铕的核外电子丰富，其引入可以诱导氧化钴电荷的重新分布；铕掺杂四氧化三钴和还原剂混合，还原剂可以竞争氧化物表面的氧原子，进而形成一定浓度的氧空位缺陷，可以减小氧化钴的禁带宽度并在禁带中引入杂质能级，有益于提升氧化钴的导电能力。
本发明利用了稀土Eu和氧空位缺陷对四氧化三钴电子结构的协同调节作用，一方面诱导了氧化钴表面电荷的重新分布，另一方面利用调控氧化钴的能带结构，从而优化对氧基物种的吸附/脱附能力，降低反应的能垒；提升导电性能，促进反应过程中电荷传递，加快反应速率。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述铕可溶盐和钴可溶盐的摩尔比为1:(4-20)，例如可以是1:4、1:6、1:8、1:10、1:12、1:14、1:16、1:18或1:20等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为1:(6-10)。
优选地，步骤(1)所述铕可溶盐包括硝酸铕。
优选地，步骤(1)所述钴可溶盐包括硝酸钴。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与溶剂的体积比为1:(30-40)mol/L，例如可以是1:30mol/L、1:32mol/L、1:34mol/L、1:36mol/L、1:38mol/L或1:40mol/L等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述溶剂为水和乙醇的混合溶液。
优选地，所述水和乙醇的体积比为1:(0.5-1.5)，例如可以是1:0.5、1:0.7、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.3或1:1.5等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与沉淀剂的摩尔比为1:(5-7)，例如可以是1:5、1:5.4、1:5.8、1:6、1:6.4、1:6.8或1:7等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述沉淀剂包括尿素。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述溶剂热反应的温度为80-120℃，例如可以是80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃或120℃等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述溶剂热反应的时间为8-12h，例如可以是8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h或12h等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述溶剂热反应和煅烧处理之间还包括依次进行的固液分离、洗涤和干燥。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述煅烧处理在空气氛围中进行。
优选地，步骤(2)所述煅烧处理的温度为350-450℃，例如可以是350℃、370℃、390℃、400℃、430℃或450℃等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述煅烧处理的时间为1-3h，例如可以是1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h或3h等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述铕掺杂四氧化三钴和还原剂的质量比为2:(1-3)，例如可以是2:1、2:2.4、2:2.8、2:2、2:2.4、2:2.8或2:3等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述还原剂的浓度为0.5-2.0mg/mL，例如可以是0.5mg/mL、1.0mg/mL、1.5mg/mL或2.0mg/mL等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.8-1.2mg/mL。
优选地，步骤(3)所述还原剂包括硼氢化钾水溶液。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述超声的时间为0.5-1.5h，例如可以是0.5h、0.7h、0.9h、1h、1.1h、1.3h或1.5h等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述超声后还包括依次进行的固液分离、洗涤和干燥。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将铕可溶盐、钴可溶盐和溶剂混合，向其加入沉淀剂，得到混合溶液；
所述铕可溶盐和钴可溶盐的摩尔比为1:(4-20)；所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与溶剂的体积比为1:(30-40)mol/L；所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与沉淀剂的摩尔比为1:(5-7)；
(2)将步骤(1)所述混合溶液在80-120℃下溶剂热反应8-12h，经固液分离、洗涤和干燥后，在空气氛围下300-400℃煅烧处理1-3h，得到铕掺杂四氧化三钴；
(3)按照质量比为2:(1-3)将步骤(2)所述铕掺杂四氧化三钴和浓度为0.5-2.0mg/mL还原剂混合，经超声0.5-1.5h、固液分离、洗涤和干燥后，得到稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述制备方法利用了稀土Eu和氧空位缺陷之间的协同效应，通过稀土Eu的加入可以优化电荷的重新分布，氧空位缺陷的引入可以提升催化剂的电子传输能力，从而显著提升催化剂的析氧反应的速率，降低反应的能垒；制得的催化剂环境友好，无毒无害，催化效果优异；
(2)本发明所述制备方法简单，操作易行，还具有普适性，可以制备不同种类稀土掺杂的氧化物材料，引入不同浓度的氧空位缺陷，为制备稀土和空位缺陷共掺杂的氧化物催化剂提供指导。
附图说明
图1为本发明实施例1和对比例1-3制备的催化剂的析氧反应性能曲线；
图2为本发明实施例1和对比例1-3制备的催化剂的XRD谱图；
图3为本发明实施例1和对比例1-3制备的催化剂的BET谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将0.2mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.8mmol Co(NO3)3·6H2O加入到35mL去离子水和35mL乙醇的混合溶液中，搅拌后向其加入720mg尿素，搅拌后得到混合溶液；
(2)将步骤(1)所述混合溶液在100℃下溶剂热反应10h，经过滤、洗涤和干燥后，在空气中350℃煅烧处理2h，得到铕掺杂四氧化三钴；
(3)按照质量比为2:2将步骤(2)所述铕掺杂四氧化三钴和浓度为1.0mg/mL硼氢化钾水溶液混合，经超声1h、抽滤、洗涤和60℃干燥后，得到氧空位铕掺杂四氧化三钴催化剂。
实施例2
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将0.25mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.75mmol Co(NO3)3·6H2O加入到35mL去离子水和35mL乙醇的混合溶液中，搅拌后向其加入750mg尿素，搅拌后得到混合溶液；
(2)将步骤(1)所述混合溶液在90℃下溶剂热反应12h，经过滤、洗涤和干燥后，在空气中300℃煅烧处理3h，得到铕掺杂四氧化三钴；
(3)按照质量比为2:1将步骤(2)所述铕掺杂四氧化三钴和浓度为2.0mg/mL硼氢化钾水溶液混合，经超声0.5h、抽滤、洗涤和60℃干燥后，得到氧空位铕掺杂四氧化三钴催化剂。
实施例3
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了将步骤(1)“0.2mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.8mmol Co(NO3)3·6H2O”替换为“0.1mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.9mmol Co(NO3)3·6H2O”外，其他条件均与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了将步骤(1)“0.2mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.8mmol Co(NO3)3·6H2O”替换为“0.3mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.7mmol Co(NO3)3·6H2O”外，其他条件均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了将步骤(1)“0.2mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.8mmol Co(NO3)3·6H2O”替换为“0.4mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.6mmol Co(NO3)3·6H2O”外，其他条件均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了步骤(2)煅烧处理的温度为300℃外，其他条件均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了步骤(2)煅烧处理的温度为500℃外，其他条件均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了步骤(3)铕掺杂四氧化三钴和硼氢化钾水溶液的质量比为2:0.6外，其他条件均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了步骤(3)铕掺杂四氧化三钴和硼氢化钾水溶液的质量比为2:4外，其他条件均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了步骤(3)硼氢化钾水溶液的浓度为0.5mg/mL外，其他条件均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了步骤(3)硼氢化钾水溶液的浓度为1.5mg/mL外，其他条件均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种四氧化三钴催化剂的制备方法，除了将步骤(1)“0.2mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.8mmol Co(NO3)3·6H2O”替换为“2mmol Co(NO3)3·6H2O”以及未进行步骤(3)外，其他条件均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种氧空位缺陷四氧化三钴催化剂的制备方法，除了将步骤(1)“0.2mmol Eu(NO3)3·6H2O和1.8mmol Co(NO3)3·6H2O”替换为“2mmol Co(NO3)3·6H2O”外，其他条件均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种稀土铕掺杂四氧化三钴催化剂的制备方法，除了未进行步骤(3)外，其他条件均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供了一种稀土镧和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了将步骤(1)“0.2mmol Eu(NO3)3·6H2O”替换为“0.2mmol La(NO3)2·6H2O”外，其他条件均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供了一种稀土铈和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，除了将步骤(1)“0.2mmol Eu(NO3)3·6H2O”替换为“0.2mmol Ce(NO3)3·6H2O”外，其他条件均与实施例1相同。
将上述实施例和对比例制备得到的催化剂进行析氧反应测试，具体为：在一个标准三电极电解槽中，1.0M的氢氧化钾溶液作为电解液，制备的催化剂涂在玻碳电极上作为工作电极，检测催化析氧反应达到10mA cm-2时的过电势，具体结果如表1所示。其中，实施例1和对比例1-3制备的催化剂的析氧反应性能曲线如图1所示。
表1
Figure BDA0003881961060000101
Figure BDA0003881961060000111
由表1可以得出以下几点：
(1)采用本发明实施例1提供的制备方法，通过稀土Eu和氧空位缺陷对四氧化三钴电子结构的协同调节作用，制备得到的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂催化性能优异；
(2)综合实施例1和实施例3-5可知，当四氧化三钴催化剂中Eu掺杂过低时，因四氧化三钴中电荷的重新分布程度比较小，导致催化剂的催化性能下降；当四氧化三钴催化剂中Eu掺杂过高时，因四氧化三钴中电荷重新分布程度较高，对中间物种的吸附能力过弱，导致催化剂的催化性能下降；
(3)综合实施例1和实施例8-9可知，当还原剂的添加量过少时，导致生成的氧空位缺陷的数量过少，稀土Eu和氧空位缺陷之间的协同效应较弱，导致催化剂的催化性能不高；当还原剂的添加量过多时，虽然不影响催化剂的催化性能，但增加了生产成本；综合实施例1和实施例10-11可知，当还原剂浓度过低或过高时，会造成氧空位缺陷的分布不均匀，导致催化剂的催化性能下降；
(4)综合实施例1和对比例2、3可知，催化剂未进行Eu掺杂或没有氧空位缺陷时，因未能发生稀土Eu和氧空位缺陷之间协同效应，导致催化剂的催化性能下降；
(5)综合实施例1和对比例4-5可知，当掺杂其他稀土元素时，其与氧空位缺陷之间协同效应大大降低，导致催化剂的催化性能下降。
将实施例1和对比例1-3制备的催化剂进行XRD和BET表征，表征结果如图2-3所示，当进行氧空位和稀土Eu共掺杂后，催化剂的晶体结构仍然保持立方相四氧化三钴晶型，与标准卡片(PDF：43-1003)高度吻合；催化剂的形貌结构并没有发生较大的变化，仍然为纳米棒形态；催化剂的比表面积发生较小的改变。进一步说明，所制备的催化剂的析氧反应性能的提升主要归因于氧空位和稀土Eu对四氧化三钴电子结构的协同调节作用，而非晶型、形貌和比表面积的改变。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将铕可溶盐、钴可溶盐和溶剂混合，向其加入沉淀剂，得到混合溶液；
(2)将步骤(1)所述混合溶液依次进行溶剂热反应和煅烧处理，得到铕掺杂四氧化三钴；
(3)将步骤(2)所述铕掺杂四氧化三钴和还原剂混合，超声后，得到稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铕可溶盐和钴可溶盐的摩尔比为1:(4-20)，优选为1:(6-10)；
优选地，步骤(1)所述铕可溶盐包括硝酸铕；
优选地，步骤(1)所述钴可溶盐包括硝酸钴。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与溶剂的体积比为1:(30-40)mol/L；
优选地，步骤(1)所述溶剂为水和乙醇的混合溶液；
优选地，所述水和乙醇的体积比为1:(0.5-1.5)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与沉淀剂的摩尔比为1:(5-7)；
优选地，步骤(1)所述沉淀剂包括尿素。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶剂热反应的温度为80-120℃；
优选地，步骤(2)所述溶剂热反应的时间为8-12h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶剂热反应和煅烧处理之间还包括依次进行的固液分离、洗涤和干燥。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述煅烧处理在空气氛围中进行；
优选地，步骤(2)所述煅烧处理的温度为350-450℃；
优选地，步骤(2)所述煅烧处理的时间为1-3h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述铕掺杂四氧化三钴和还原剂的质量比为2:(1-3)；
优选地，步骤(3)所述还原剂的浓度为0.5-2.0mg/mL，优选为0.8-1.2mg/mL；
优选地，步骤(3)所述还原剂包括硼氢化钾水溶液。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述超声的时间为0.5-1.5h；
优选地，步骤(3)所述超声后还包括依次进行的固液分离、洗涤和干燥。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将铕可溶盐、钴可溶盐和溶剂混合，向其加入沉淀剂，得到混合溶液；
所述铕可溶盐和钴可溶盐的摩尔比为1:(4-20)；所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与溶剂的体积比为1:(30-40)mol/L；所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与沉淀剂的摩尔比为1:(5-7)；
(2)将步骤(1)所述混合溶液在80-120℃下溶剂热反应8-12h，经固液分离、洗涤和干燥后，在空气氛围下300-400℃煅烧处理1-3h，得到铕掺杂四氧化三钴；
(3)按照质量比为2:(1-3)将步骤(2)所述铕掺杂四氧化三钴和浓度为0.5-2.0mg/mL还原剂混合，经超声0.5-1.5h、固液分离、洗涤和干燥后，得到稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂。
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