低共熔溶剂中直接电解还原V_(2)O_(5)制备VO_(2)的研究

摘要

利用氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)无毒、价廉、性质稳定且合成工艺简单的特性,以其为电解质,模压成型的多孔五氧化二钒(V_(2)O_(5))块体为阴极,石墨片为阳极,在搅拌速率300 r·min^(-1),温度80℃,槽电压2.8 V条件下直接电解还原V_(2)O_(5)块体制得二氧化钒(VO_(2))。采用循环伏安曲线测试方法探讨了直接还原V_(2)O_(5)的电化学行为,通过X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)检测分别研究了槽电压对产物物相和形貌的影响规律,并探讨了V_(2)O_(5)直接电解还原的过程。循环伏安分析结果表明,80℃下在ChCl-EG DES中填入铂微孔电极的V_(2)O_(5)粉末能够被还原为VO_(2);在2.4~2.8 V范围内,随着槽电压的不断升高,阴极反应速率明显加快,V_(2)O_(5)块体被逐渐还原为VO_(2);电解还原过程发生在电解质、集流体以及钒氧化物这三者的接触点处,还原反应由块体表层不断向其内部推进。该方法具有工艺流程简单、反应温度低、对设备要求低以及环境友好的优点,为低温电化学制备VO_(2)粉体提供了一条新途径。