CN102795668A - 一种vo2的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种VO2的制备方法，包括前驱体的制备和前驱体的分解，前驱体为三钒酸铵，其特征在于前驱体的分解包括以下步骤：将三钒酸铵前驱体放入真空或惰性气体环境，以3～15℃/min的速度升温至400～900℃，保温5min～300min，冷却，制得VO2粉末。本发明不需要蒸干溶剂来分离产品，直接以沉淀形式得到，大大降低制备过程的能耗，同时也可以简化制备工艺过程。制得的VO2具有窄的热滞，热滞宽度可达1℃。

Description

一种VO2的制备方法
技术领域
本发明涉及二氧化钒粉体的制备方法，是一种通过热分解获取具有窄的热滞相变温度的二氧化钒的制备方法，属于功能材料领域。 
背景技术
二氧化钒具有金属-绝缘体转变特性，体材纯相的相变温度为68℃，这一温度可以通过掺杂调节至室温附近。当温度从低温升到相变温度时，VO2将从单斜相转变为四方相，并且这个相变是可逆的。通常升温和降温过程的相变温度不一致，这个温度差即为VO2的相变热滞。相变前后，紫外线几乎全部被吸收；在可见光区，透过率几乎不随温度发生变化；而在红外光区，其光学性质发生很大变化，低于相变温度红外线可以高度透过，而高于相变温度，材料可阻隔红外光透过。因此，二氧化钒是一种智能控温玻璃的理想材料。 
VO2粉末材料的制备有多种方法，热解法就是其中之一。这种方法就是在一定温度和气氛下热解钒前驱体，直接获得VO2粉末。热解法中前驱体的种类以及热处理工艺将直接影响产品的最终性能，尤其是前驱体的种类。草酸氧化钒(专利申请号：200510020790.0)和(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O(专利申请号：00117321.9)等被用作合成VO2的前驱体，但这些前驱体的制备需要蒸发溶剂或者要求复杂的制备工艺，同时制备的VO2的具有较宽的热滞宽度。 
发明内容
本发明的目的在于提供简单易行的一种VO2的制备方法，得到的VO2具有窄的热滞相变温度。 
本发明的目的是通过以下措施实现的： 
一种VO2的制备方法，包括前驱体的制备和前驱体的分解，前驱体为三钒酸铵，其特征在于前驱体的分解包括以下步骤：将三钒酸铵前驱体放入真空或惰性气体环境，以3～15℃/min的速度升温至400～900℃，保温5min～300min，冷却，制得VO2粉末。 
上述三钒酸铵前驱体的制备原料包括钒盐和还原剂，还原剂是指葡萄糖，糠醛、果糖、乳糖、麦芽糖、甲醛、乙醛、丙醛、乙二醇、水合肼、柠檬酸、酒石酸中的一种或多种。优选为葡萄糖。还原剂与钒盐摩尔比为1∶2～3∶1，优选 为1∶1。 
优选地，上述惰性气体环境是指N2、Ar、He、CO2的一种或几种，更优选为N2和/或CO2气氛，或者真空条件。 
为了进一步提高前驱体作为沉淀的析出率，上述三钒酸铵前驱体的制备原料还包括促进剂，促进剂是指氯化铵，碳酸铵，碳酸氢铵，硫酸铵，硝酸铵，氟化铵中的一种或多种，用量占溶液的0.01～20％，优选为15％，以质量百分比计。促进剂优选为氯化铵。 
上述钒盐为五价钒盐，优选为偏钒酸铵或/和钒酸铵。 
上述前驱体的制备包括以下步骤：将钒盐加去离子水或蒸馏水配制成0.01-30％质量浓度的溶液，加热至50～100℃保温，待钒盐溶解后，加入还原剂，反应5～300min，加入促进剂，反应后，得到紫色沉淀，抽虑或离心分离沉淀，用水反复清洗，样品以50～90℃烘干。 
为了制备掺杂前驱体，上述VO2的制备方法，在还原剂加入之前加入掺杂剂；或者把掺杂剂溶于去离子水、丙酮、乙醇中的一种或几种混合物中，然后加入上述前驱体或上述前驱体烘干前的三钒酸铵溶液制备成悬浊液，随后烘干悬浊液得到掺杂前驱体。掺杂剂的加入量与钒离子的摩尔比为0％-10％。掺杂剂可选用Mo、W、F、Mg、Nb、Ti或Zn中的一种或多种的可溶性化合物。 
有益效果 
1.本发明不需要蒸干溶剂来分离产品，直接以沉淀形式得到，大大降低制备过程的能耗，同时也可以简化制备工艺过程。 
2.合成的三钒酸铵前驱体((NH4)2V3O8)可以直接在真空或惰性气氛中加热分解即可获得M相VO2，该分解过程只要避免氧的存在即可，对气氛的组成，以及流量没有特别的要求。 
3.合成的VO2具有窄的热滞，热滞宽度可达1℃。 
4.本发明制备的纳米二氧化钒具为分散粉末，没有结块现象可以制备成溶胶直接成膜；同时也可通过表面改性分散与有机溶剂中，因此便于加入有机材料中制备成无机-有机复合材料，因此具有广阔的应用前景。 
附图说明
图1实施例1合成前驱体(NH4)2V3O8的XRD 
图2实施例1合成M相VO2样品的XRD 
图3实施例1掺杂样品的温度电阻曲线 
具体实施实例
以下通过实施例来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。 
实施例1 
称取1克偏钒酸铵加入30ml去离子水中，放入90℃水浴中加热溶解；加入0.8g葡萄糖，溶解后于90℃水浴中保温30min；加入1g氯化铵，再反应30min，整个反应过程保持高速搅拌；反应完毕后得到紫色沉淀，沉淀直接过滤洗涤得到紫色粉末，粉末在80℃烘干即可得到多钒酸铵粉末； 
按1％掺杂量称取钨酸铵，溶于少量去离子水中，然后加入合成的多钒酸铵粉末；超声分散2min后，直接在80℃烘干，得到W掺杂前驱体多钒酸铵；掺W多钒酸铵直接放入管式炉内，通入N2气，并以10℃/min的速度把炉温升到600℃；在600℃保温1h后，随炉冷却至100℃时关闭气源，待冷却至室温后取出，即得蓝黑色的W掺杂VO2； 
图1为该实例合成的(NH4)2V3O8前驱体的XRD； 
图2为该实例合成的W掺杂VO2； 
图3为合成的W掺杂M相VO2的温度-电阻曲线，可以看出样品具有较好的热致相变特性，相变温度为50℃左右，并且热滞宽度为1℃左右。 
实施例2 
称取1克偏钒酸铵加入50ml的去离子水中，放入80℃的水浴中溶解后，加入1克果糖；充分搅拌，反应60min后，加入0.5g氯化铵，再反应60min，得到紫色沉淀；沉淀过滤，并用去离子水洗涤多次，80℃烘干即可得到多钒酸铵前驱体。多钒酸铵前驱体放入管式炉内，抽真空然后以8℃/min的速度加热到500℃，保温2h，随炉冷却到100℃以下，关闭真空泵，取出样品即为M相VO2。 
样品具有较好的热致相变特性，相变温度为68℃左右，并且热滞宽度为3℃左右。 
实施例3 
称取1.5g偏钒酸钠溶于30ml去离子水中，加入0.5g麦芽糖，于90℃水浴中反应1h；加入1克氯化铵，再反应1h，得到的沉淀过滤，洗涤， 
干燥即可获得多钒酸铵前驱体。获得的前驱体在700℃真空处理30min，冷却至室温即可获得M相VO2。 
样品具有较好的热致相变特性，相变温度为70℃左右，并且热滞宽度为3℃左右。 
实施例4 
组2的掺杂剂于加入还原剂前加入钒盐溶液中。 
组3的掺杂剂溶解于50％乙醇水溶液中，加入前驱体烘干前的三钒酸铵溶液制备成悬浊液，随后烘干悬浊液得到掺杂前驱体。 
本发明实施例4各参数选择见表1，其它操作同实施例1。 
表1 
Figure BDA00002130055500041

Claims (9)

1. 一种VO2的制备方法，包括前驱体的制备和前驱体的分解，前驱体为三钒酸铵，其特征在于前驱体的分解包括以下步骤：将三钒酸铵前驱体放入真空或惰性气体环境，以3～15℃/min的速度升温至400～900℃，保温5min～300min，冷却，制得VO2粉末。
2. 如权利要求1所述的一种VO2的制备方法，所述三钒酸铵前驱体的制备原料包括钒盐和还原剂，还原剂是指葡萄糖、糠醛、果糖、乳糖、麦芽糖、甲醛、乙醛、丙醛、乙二醇、水合肼、柠檬酸、酒石酸中的一种或多种，所述还原剂与所述钒盐摩尔比为1：2～3：1。
3. 如权利要求2所述的一种VO2的制备方法，所述还原剂与所述钒盐摩尔比为1：1。
4. 如权利要求2或3所述的一种VO2的制备方法，所述三钒酸铵前驱体的制备原料还包括促进剂，促进剂是指氯化铵，碳酸铵，碳酸氢铵，硫酸铵，硝酸铵，氟化铵中的一种或多种，用量占溶液的0.01～20%，以质量百分比计。
5. 如权利要求4所述的一种VO2的制备方法，促进剂用量占溶液的15%。
6. 如权利要求1或2所述的一种VO2的制备方法，所述惰性气体环境是指N2、Ar、He、CO2的一种或几种。
7. 如权利要求2或4所述的一种VO2的制备方法，所述钒盐为偏钒酸铵或/和钒酸铵。
8. 如权利要求4或5所述的一种VO2的制备方法，所述前驱体的制备包括以下步骤：将钒盐加去离子水或蒸馏水配制成0.01-30%质量浓度的溶液，加热至50～100℃保温，待钒盐溶解后，加入还原剂，反应5～300min，加入促进剂，反应后，得到紫色沉淀，抽虑或离心分离沉淀，用水反复清洗，样品以50～90℃烘干。
9. 如权利要求2～8任一所述的一种VO2的制备方法，在所述还原剂加入之前加入掺杂剂；或者把掺杂剂溶于去离子水、丙酮、乙醇中的一种或几种混合物中，然后加入所述前驱体或所述前驱体烘干前的三钒酸铵溶液制备成悬浊液，随后烘干悬浊液得到掺杂前驱体；所述掺杂剂的加入量与钒离子的摩尔比为0％～10%，所述掺杂剂为Mo、W、F、Mg、Nb、Ti或Zn中的一种或多种的可溶性化合物。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104876268A (zh) * 2015-06-10 2015-09-02 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种高密度多钒酸铵的制备方法
CN104944470A (zh) * 2014-03-26 2015-09-30 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种调节热滞回线宽度的方法
CN105236485A (zh) * 2015-10-20 2016-01-13 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种多钒酸铵的制备方法
CN106083044A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 华中科技大学 单斜相vo2金属‑绝缘体相变陶瓷材料的快速制备方法
RU2602896C1 (ru) * 2015-07-28 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук Способ получения наночастиц диоксида ванадия
CN107555479A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 中国科学院过程工程研究所 一种氯化法制备高纯低价钒氧化物的系统及方法
CN109292820A (zh) * 2018-11-28 2019-02-01 武汉理工大学 VO2/ZnO双层薄膜及其制备方法
CN110065968A (zh) * 2019-04-28 2019-07-30 陕西科技大学 一种具有光热特性的四方相(nh4)2v3o8纳米片制备方法及其应用
CN112125338A (zh) * 2020-10-16 2020-12-25 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 溶剂热法制备m相二氧化钒的方法
CN112960695A (zh) * 2021-02-19 2021-06-15 大连民族大学 一种真空低温快速合成m相vo2纳米颗粒的方法
CN114031233A (zh) * 2021-11-10 2022-02-11 芜湖人本合金有限责任公司 一种偏钒酸铵重结晶尾水的处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5427763A (en) * 1994-04-15 1995-06-27 Mcdonnel Douglas Corp. Method for making vanadium dioxide powders
US6357307B2 (en) * 1999-12-03 2002-03-19 Xy, Inc. System and method of flow cytometry and sample handling
CN1899970A (zh) * 2005-12-16 2007-01-24 大连理工大学 一种制备高纯二氧化钒微粒的方法
CN101481142A (zh) * 2009-02-18 2009-07-15 大连理工大学 一种制备掺杂二氧化钒粉体材料的方法
CN101880060A (zh) * 2010-07-14 2010-11-10 中国科学技术大学 快速制备单斜相vo2的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5427763A (en) * 1994-04-15 1995-06-27 Mcdonnel Douglas Corp. Method for making vanadium dioxide powders
US6357307B2 (en) * 1999-12-03 2002-03-19 Xy, Inc. System and method of flow cytometry and sample handling
CN1899970A (zh) * 2005-12-16 2007-01-24 大连理工大学 一种制备高纯二氧化钒微粒的方法
CN101481142A (zh) * 2009-02-18 2009-07-15 大连理工大学 一种制备掺杂二氧化钒粉体材料的方法
CN101880060A (zh) * 2010-07-14 2010-11-10 中国科学技术大学 快速制备单斜相vo2的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Chem. Mater.》 20040129 Troy D. Manning et al. Intelligent Window Coatings: Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition of Tungsten-Doped Vanadium Dioxide 744-749 1-9 第16卷, 第4期 *
TIE-ZHEN REN ET AL.: "Crystal growth of mixed-valence ammonium vanadates", 《CRYST. RES. TECHNOL.》, vol. 42, no. 4, 10 March 2007 (2007-03-10), pages 317 - 320 *
TROY D. MANNING ET AL.: "Intelligent Window Coatings: Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition of Tungsten-Doped Vanadium Dioxide", 《CHEM. MATER.》, vol. 16, no. 4, 29 January 2004 (2004-01-29), pages 744 - 749, XP002321260, DOI: doi:10.1021/cm034905y *
ZIFEI PENG ET AL.: "Synthesis and Electrical Properties of Tungsten-Doped Vanadium Dioxide Nanopowders by Thermolysis", 《J. PHYS. CHEM. C》, vol. 111, no. 3, 24 December 2006 (2006-12-24), pages 1119 - 1122 *
林华等: "草酸氧钒热分解制备纳米VO2及粉体表征", 《钢铁钒钛》, vol. 27, no. 1, 31 March 2006 (2006-03-31) *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104944470B (zh) * 2014-03-26 2017-03-15 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种调节热滞回线宽度的方法
CN104944470A (zh) * 2014-03-26 2015-09-30 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种调节热滞回线宽度的方法
CN104876268A (zh) * 2015-06-10 2015-09-02 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种高密度多钒酸铵的制备方法
RU2602896C1 (ru) * 2015-07-28 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук Способ получения наночастиц диоксида ванадия
CN105236485A (zh) * 2015-10-20 2016-01-13 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种多钒酸铵的制备方法
CN105236485B (zh) * 2015-10-20 2016-12-14 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种多钒酸铵的制备方法
CN106083044A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 华中科技大学 单斜相vo2金属‑绝缘体相变陶瓷材料的快速制备方法
CN106083044B (zh) * 2016-06-17 2018-12-18 华中科技大学 单斜相vo2金属-绝缘体相变陶瓷材料的快速制备方法
CN107555479A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 中国科学院过程工程研究所 一种氯化法制备高纯低价钒氧化物的系统及方法
CN109292820A (zh) * 2018-11-28 2019-02-01 武汉理工大学 VO2/ZnO双层薄膜及其制备方法
CN110065968A (zh) * 2019-04-28 2019-07-30 陕西科技大学 一种具有光热特性的四方相(nh4)2v3o8纳米片制备方法及其应用
CN112125338A (zh) * 2020-10-16 2020-12-25 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 溶剂热法制备m相二氧化钒的方法
CN112960695A (zh) * 2021-02-19 2021-06-15 大连民族大学 一种真空低温快速合成m相vo2纳米颗粒的方法
CN114031233A (zh) * 2021-11-10 2022-02-11 芜湖人本合金有限责任公司 一种偏钒酸铵重结晶尾水的处理方法

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