掺杂氧化钒纳米材料制备及相变性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王休 |
| 学位类别 | 工学硕士 |
| 答辩日期 | 2012-05-29 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 贾均红 |
| 关键词 | 二氧化钒 纳米晶体 相变 掺杂 Vanadium dioxide Nanocrystals Phase transition Doping |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 二氧化钒（VO2）作为一种固态热致相变材料，在其相变温度68 ℃，实现具有半导体性质的单斜结构VO2（M）向金属性的四方结构VO2（R）转变。通过元素掺杂，可有效降低其相变温度，使其在诸多领域更具应用价值。本论文采用不同的方法制备纳米VO2 及其掺杂粉体材料，利用XRD、XPS、TEM 和DSC 等手段研究纳米结构及Mo、W 掺杂对VO2 相变性能的影响。主要研究内容和结论如下： 1. 采用水热法，以V2O5 为原料，NaHSO3 为还原剂，考察了pH、反应时间和反应温度等对产物结构的影响。当pH=1 时，在260 ℃下反应8 h 可制得亚稳态VO2（B）纳米带。经过600 ℃退火处理，得到具有相变性能的VO2（M）纳米带。 2. 以V2O5 为原料，N2H4・H2O 为还原剂，制备含V 离子的前驱体。在空气中150 ℃加热该前驱体，使过量的N2H4・H2O 燃烧，前驱体分解、结晶，可得到平均粒径20 nm 的VO2（M）纳米晶体。DSC 结果表明，VO2（M）纳米晶体与体相VO2（M）的相变温度接近，但升温与降温过程的相变温度之差增大，由相变产生的吸热/放热峰变宽，这与其纳米尺寸效应有关。通过N2H4・H2O 的持续燃烧，可进一步将V5+还原为V4+，得到平均粒径为20 nm 的V2O3 纳米晶体。 3 以MoO3 为掺杂剂，通过燃烧合成法得到0.8 at.%的Mo6+掺杂的VO2（M），平均粒径20 nm，其相变温度降低至42.4 ℃。以H2WO4 为掺杂剂，将前驱体在600℃、N2 气氛中热处理6 h，得到4 at.%的W6+掺杂VO2（R），平均粒径45 nm，相变温度降低至-20.3 ℃，通过W6+的掺杂，可大幅降低VO2 的相变温度。 |
| 公开日期 | 2013-04-01 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/2797]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王休. 掺杂氧化钒纳米材料制备及相变性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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