CN113912116A - 微波沉淀法合成超细m相二氧化钒纳米粉体的方法 - Google Patents

微波沉淀法合成超细m相二氧化钒纳米粉体的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113912116A
CN113912116A CN202111318716.2A CN202111318716A CN113912116A CN 113912116 A CN113912116 A CN 113912116A CN 202111318716 A CN202111318716 A CN 202111318716A CN 113912116 A CN113912116 A CN 113912116A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vanadium dioxide
powder
temperature
microwave
dioxide nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111318716.2A
Other languages
English (en)
Inventor
文俊维
刘波
彭穗
冯俊恺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd filed Critical Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN202111318716.2A priority Critical patent/CN113912116A/zh
Publication of CN113912116A publication Critical patent/CN113912116A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G31/00Compounds of vanadium
    • C01G31/02Oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/01Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/62Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及VO2的制备方法领域,尤其是一种工艺过程简单易行、成本低廉、反应温度低、反应耗时短,所制备的二氧化钒粉体粒径均一的微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法,包括如下步骤:a、将浓度为0.1~1.5mol/L的四价钒盐溶液,按摩尔比为1:5~35与沉淀剂充分混合均匀得到混合液;b、取所述混合液体加入至微波消解罐中,设置温度为100‑200℃、时间为1‑3h;c、待反应结束,将生成的沉淀用醇和纯水交替进行洗涤,真空干燥后,得到前驱体粉末;d、在真空或惰性气氛下进行热处理,其中温度500‑800℃,时间1‑3h,即可得到二氧化钒粉末。本发明尤其适用于超细二氧化钒纳米粉体的制备之中。

Description

微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法
技术领域
本发明涉及VO2的制备方法领域,尤其是一种微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法。
背景技术
据统计,我国的建筑能耗约占社会总能耗的30%,降低建筑能耗对实现节能减排意义重大。随着当今社会对建筑美观和采光度的要求,玻璃门窗在建筑物结构中所占的比例很大。而玻璃门窗是建筑物与外界进行热量交换的主要渠道,因而,研究门窗玻璃节能技术是降低建筑能耗的关键。为此,科学家提出了热致变色智能窗的概念,能够实时感应环境的温度变化,实现对红外光透过率的动态调整,从而达到调节室内温度的作用。VO2作为目前研究最为广泛的一种热致变色材料,已经在智能窗领域得到广泛认可。
当前,报道的VO2制备方法主要有固相法、液相法、气相法,热分解法等方法。其中,热分解法和固相法均需要高温工序,耗能大,且得到的VO2纳米颗粒团聚严重,且反应中难以控制粉体的粒径大小;气相法一次性制备的样品质量有限,且反应器成本较高;因而,当前液相法研究的最多,包括了沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等,中国专利文献CN103880080A公开的一种水热辅助均匀沉淀法制备二氧化钒粉体的方法,该方法采用的是传统的水热法,其反应优选温度为250-300℃,反应时长为4-50h,耗时长、反应温度高、粉体粒径不均一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺过程简单易行、成本低廉、反应温度低、反应耗时短的微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法,包括如下步骤:a、将浓度为0.1~1.5mol/L的四价钒盐溶液,按摩尔比为1:5~35与沉淀剂充分混合均匀得到混合液;b、取所述混合液体加入至微波消解罐中,设置温度为100-200℃、时间为1-3h;c、待反应结束,将生成的沉淀用醇和纯水交替进行洗涤,真空干燥后,得到前驱体粉末;d、在真空或惰性气氛下进行热处理,其中温度500-800℃,时间1-3h,即可得到二氧化钒粉末。
进一步的是,沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸铵、碳酸氢铵或氨水。
进一步的是,步骤c中,真空干燥温度为60℃。
进一步的是,步骤d中,惰性气氛为氮气或氩气。
本发明的有益效果是:本发明采用微波加热的方式,使得反应体系在很短的时间内被均匀加热,大大消除了温度梯度以及浓度偏析的影响,从而获得粒径均匀的超细粉体。其次,相对于传统水热法,本发明在较低的温度条件下就可实现,且反应耗时短。本发明尤其适用于超细二氧化钒纳米粉体的制备。
附图说明
图1是M相VO2纳米粉体SEM图片。
具体实施方式
微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法,包括如下步骤:a、将浓度为0.1~1.5mol/L的四价钒盐溶液,按摩尔比为1:5~35与沉淀剂充分混合均匀得到混合液;b、取所述混合液体加入至微波消解罐中,设置温度为100-200℃、时间为1-3h;c、待反应结束,将生成的沉淀用醇和纯水交替进行洗涤,真空干燥后,得到前驱体粉末;d、在真空或惰性气氛下进行热处理,其中温度500-800℃,时间1-3h,即可得到二氧化钒粉末。
本发明中所采用的微波沉淀法,具有快速加热效应、热点或表面效应、压力蒸煮器效应和离子过热效应,可以大大降低反应温度,缩短反应时长,相较于传统水热法更加的高效经济。同时,此方法结合了微波加热和均相沉淀的优点,避免了同区域成核和晶核成长不同步的现象,使体系在很短的时间内被均匀的加热,大大消除了温度梯度以及浓度偏析的影响,同时使沉淀相在瞬间爆炸成核,从而获得均匀的超细二氧化钒粉体。
为了获得更佳的产品品质,优选沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸铵、碳酸氢铵或氨水。优选步骤c中,真空干燥温度为60℃。优选步骤d中,惰性气氛为氮气或氩气。
实施例
实施例1
配制浓度为0.5M的硫酸氧钒溶液,使用氢氧化钠作为沉淀剂,并按照摩尔比为1:5将氢氧化钠添加至硫酸氧钒溶液中,搅拌后,得到混合溶液。取一定量混合溶液,加入至微波消解罐中,体积不超过消解罐体积的三分之二,设置微波加热温度为100℃,反应时间1h,待反应结束后,冷却至室温,过滤得到黑色沉淀,用乙醇和去离子水交替洗涤3次,60℃下真空干燥3h,得到前驱体粉末。最后,将前驱体粉末在500℃真空条件下热处理1h,即可得到M相VO2粉体。平均粒度约为80nm。
实施例2
配制浓度为0.7M的硫酸氧钒溶液,使用碳酸铵作为沉淀剂,并按照摩尔比为1:10将碳酸铵添加至硫酸氧钒溶液中,搅拌后,得到混合溶液。取一定量混合溶液,加入至微波消解罐中,体积不超过消解罐体积的三分之二,设置微波加热温度为150℃,反应时间1h,待反应结束后,冷却至室温,过滤得到黑色沉淀,用乙醇和去离子水交替洗涤3次,60℃下真空干燥3h,得到前驱体粉末。最后,将前驱体粉末在500℃真空条件下热处理1h,即可得到M相VO2粉体。平均粒度约为100nm。
实施例3
配制浓度为1.0M的硫酸氧钒溶液,使用碳酸钠作为沉淀剂,并按照摩尔比为1:15将碳酸钠添加至硫酸氧钒溶液中,搅拌后,得到混合溶液。取一定量混合溶液,加入至微波消解罐中,体积不超过消解罐体积的三分之二,设置微波加热温度为150℃,反应时间1h,待反应结束后,冷却至室温,过滤得到黑色沉淀,用乙醇和去离子水交替洗涤3次,60℃下真空干燥3h,得到前驱体粉末。最后,将前驱体粉末在600℃真空条件下热处理1h,即可得到M相VO2粉体。平均粒度约为150nm。
本发明工艺过程简单易行、成本低廉、反应温度低、反应耗时短,所制备的二氧化钒粉体粒径均一,市场推广前景广阔。

Claims (4)

1.微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、将浓度为0.1~1.5mol/L的四价钒盐溶液,按摩尔比为1:5~35与沉淀剂充分混合均匀得到混合液;
b、取所述混合液体加入至微波消解罐中,设置温度为100-200℃、时间为1-3h;
c、待反应结束,将生成的沉淀用醇和纯水交替进行洗涤,真空干燥后,得到前驱体粉末;
d、在真空或惰性气氛下进行热处理,其中温度500-800℃,时间1-3h,即可得到二氧化钒粉末。
2.如权利要求1所述的微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法,其特征在于:沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸铵、碳酸氢铵或氨水。
3.如权利要求1或2所述的微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法,其特征在于:步骤c中,真空干燥温度为60℃。
4.如权利要求1或2所述的微波沉淀法合成超细M相二氧化钒纳米粉体的方法,其特征在于:步骤d中,惰性气氛为氮气或氩气。
CN202111318716.2A 2021-11-09 2021-11-09 微波沉淀法合成超细m相二氧化钒纳米粉体的方法 Pending CN113912116A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111318716.2A CN113912116A (zh) 2021-11-09 2021-11-09 微波沉淀法合成超细m相二氧化钒纳米粉体的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111318716.2A CN113912116A (zh) 2021-11-09 2021-11-09 微波沉淀法合成超细m相二氧化钒纳米粉体的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113912116A true CN113912116A (zh) 2022-01-11

Family

ID=79245685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111318716.2A Pending CN113912116A (zh) 2021-11-09 2021-11-09 微波沉淀法合成超细m相二氧化钒纳米粉体的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113912116A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116102063A (zh) * 2022-12-06 2023-05-12 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 一种m相二氧化钒及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104445402A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 中国科学院合肥物质科学研究院 不同价态、晶型和形貌的钒氧化物的制备方法
CN105948121A (zh) * 2016-05-04 2016-09-21 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种制备高纯度二氧化钒的方法
CN109336175A (zh) * 2018-11-02 2019-02-15 湘西土家族苗族自治州产商品质量监督检验所 一种微波辅热还原制备m相二氧化钒粉体的方法
CN110255617A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 东莞深圳清华大学研究院创新中心 一种二氧化钒纳米粉体的制备方法
CN112158883A (zh) * 2020-10-16 2021-01-01 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 制备二氧化钒纳米粉体的工艺方法
CN112209440A (zh) * 2020-10-16 2021-01-12 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 制备m相二氧化钒纳米粉体的工艺方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104445402A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 中国科学院合肥物质科学研究院 不同价态、晶型和形貌的钒氧化物的制备方法
CN105948121A (zh) * 2016-05-04 2016-09-21 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种制备高纯度二氧化钒的方法
CN109336175A (zh) * 2018-11-02 2019-02-15 湘西土家族苗族自治州产商品质量监督检验所 一种微波辅热还原制备m相二氧化钒粉体的方法
CN110255617A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 东莞深圳清华大学研究院创新中心 一种二氧化钒纳米粉体的制备方法
CN112158883A (zh) * 2020-10-16 2021-01-01 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 制备二氧化钒纳米粉体的工艺方法
CN112209440A (zh) * 2020-10-16 2021-01-12 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 制备m相二氧化钒纳米粉体的工艺方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李尧: ""单相二氧化钒的可控合成及其性能研究"", 《工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116102063A (zh) * 2022-12-06 2023-05-12 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 一种m相二氧化钒及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100523094C (zh) 溶液燃烧法合成纳米晶钴铝尖晶石颜料的方法
CN104925867B (zh) 一种纳米钨酸铯粉体及其制备方法与应用
CN108910932A (zh) 一种碳酸钠沉淀制备窄分布超细氧化钇的方法
CN112499984B (zh) 一种具有近红外屏蔽性能的玻璃涂层及其制备方法
CN108511797B (zh) 一种Li7La3Zr2O12固体电解质制备方法
CN112875755B (zh) 一种钨酸铋纳米粉体的制备方法
CN104944471A (zh) 一种具有高红外屏蔽性能的掺杂钨青铜粉体及其合成方法
CN105481015A (zh) 一种二氧化钒纳米粉体的制备方法及应用
CN105016382B (zh) 一种纯金红石型二氧化钛纳米棒的制备方法
CN104724757B (zh) 基于溶剂热低温直接合成金红石相二氧化钒纳米粉体的方法
WO2023082670A1 (zh) 以三异丙醇氧钒为钒源直接制备vo2的方法
CN103936071B (zh) 金红石相二氧化钒纳米粉体及其制备方法和用途
CN113912116A (zh) 微波沉淀法合成超细m相二氧化钒纳米粉体的方法
CN112742375A (zh) 一种具有可控氧空位的氧化钨催化剂及其制备方法和应用
CN113998737A (zh) 超声喷雾制备掺杂二氧化钒纳米粉体的方法
CN108298582A (zh) 一种由vo2纳米片层包围的空心球及薄膜的制备方法
CN108654663B (zh) 一种混合硝酸盐熔盐法制备硼氮共掺杂单晶介孔TiO2催化材料的方法
CN102951685A (zh) 一种棒状钨酸锰微晶的制备方法
CN107777718B (zh) 一种y2o3纳米粉体及其制备方法
CN102206077B (zh) 硅酸锌钴纳米粉体的制备方法
CN114014362A (zh) 基于冷冻干燥和碳热还原的m相二氧化钒粉体及制备方法
CN105776326B (zh) 一种由空心六棱柱组成的二氧化钛多面体的制备方法及所得产品
CN114014361A (zh) 氧化锑锡/二氧化钒复合纳米材料及其制备方法
CN113860364A (zh) 一种调控纳米二氧化钛转晶过程的方法
CN112340758A (zh) 一种硫酸铝铵低温煅烧制备高纯α-Al2O3粉体的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220111

RJ01 Rejection of invention patent application after publication