二氧化钒及掺杂二氧化钒粉体的制备与形貌控制研究

摘要

VO2(M)和VO2(R)在68℃附近发生可逆相变，相变过程中光学透过率会发生突变，使其在控温薄膜领域有很好的应用前景。将VO2粉体分散于有机高分子材料中制备复合薄膜，可以克服无机薄膜耐水性差，易开裂等缺点。但是要将粉体实现应用还需解决如下问题：1、降低VO2的相变温度，实现在室温下的相转变。如何实现在VO2粉体制备时进行掺杂实现相变温度的降低，是待解决的问题。2、VO2相变时会产生体积变化，在复合薄膜中将产生微应力，需减小粉体的尺寸来减小此应力，同时可保证薄膜有良好的透明性。 NH3气还原V2O5是一种简单易控的制备VO2的方法，本论文在此基础上展开如下研究： 1.确定了NH3还原法制备VO2的反应条件，由试验分析了不同还原时间和热处理条件对产物晶体结构的影响。 2.在高温融熔水淬过程中加入掺杂剂进行掺杂，并结合还原反应制得掺杂VO2。比较了钨酸、钨酸钠、钼酸铵作为掺杂剂对V2O5和VO2晶体结构的影响。分析了掺杂元素对VO2相变温度的降低效率。 3.利用水热反应对钒氧化物进行形貌控制，结合氨气还原制备了具有一定形貌的微纳米VO2。考察了水、乙醇、草酸对V205粉体价态和形貌的影响，并对得到的钒氧化物进行还原和热处理，制备了具有一定形貌的VO2粉体。 4.研究了水热条件下不同掺杂方式对VO2粉体相变温度的影响。钨酸分别以溶胶凝胶法与直接加入法的方式进行反应，得到了不同的降温效率。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1 文献综述

1.1 VO2的介绍

1.2 VO2的性质

1.2.1 相变特性

1.2.3 光学性质

1.2.4 电学性质

1.2.5其它性质

1.3 VO2粉体的制备技术

1.3.1化学沉淀法

1.3.2热分解法

1.3.3溶胶-凝胶法

1.3.4水热合成法

1.3.5激光诱导气相沉积法

1.4 V02的应用

1.4.1智能窗材料

1.4.2光存储

1.4.3 光电开关

1.4.4红外辐射探测器

1.5小结及本论文的思路

2 NH3还原法制备VO2

2.1 NH3还原V2O5制备VO2的理论基础

2.2实验部分

2.2.1试剂与仪器

2.2.2试验流程

2.2.3分析与表征

2.3结果与讨论

2.3.1热处理条件的确定

2.3.2还原反应条件的确定

2.3.3产品的性质

2.4 小结

3溶胶凝胶法制备掺杂VO2

3.1 实验部分

3.1.1试剂与仪器

3.1.2试验流程

3.1.3分析与表征

3.2结果与讨论

3.2.1钨酸作为掺杂剂

3.2.1钨酸钠作为掺杂剂

3.2.3钼酸铵作为掺杂剂

3.3 小结

4水热法对VO2形貌的控制

4.1 实验部分

4.1.1试剂与仪器

4.1.2试验流程

4.1.3分析与表征

4.2结果与讨论

4.2.1 以水为溶剂

4.2.2 以乙醇与水为溶剂

4.2.3 以草酸与水为溶剂

4.3 小结

5水热条件下掺杂VO2的合成

5.1 实验部分

5.1.1试剂与仪器

5.1.2试验流程

5.1.3分析与表征

5.2结果与讨论

5.2.1 以掺杂V2O5为原料

5.2.2直接掺杂钨酸

5.3 小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢