[發明專利]納米釩氧化物及其制備方法

無效

• 申請號: 201210031577.X
• 申請日: 2012-02-11
• 公開（公告）號: CN103241773A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 李明;孔鳳玉;李登兵;李廣海
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C01G31/02
• 分類號: C01G31/02;B82Y40/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生;王挺

技術領域

本發明涉及一種氧化物及制備方法，尤其是一種納米釩氧化物及其制備方法。

背景技術

由于釩是一種典型的多價態過渡金屬元素，故其可形成多種氧化態的釩氧化物。因物相和形貌的差異，釩氧化物表現出了相應奇異的物理化學性質。V₂O₅，V₆O₁₃，VO₂(B)等釩氧化物具有的層狀結構非常適合Li⁺的嵌入和脫出，而且層與層之間有V-O鍵，Li⁺在出入其中時晶格變化較小，電極的可逆性好，因此在鋰離子電池和超級電容器方面得到廣泛的關注和應用；M相二氧化釩(VO₂(M))是一種相變金屬氧化物，其在相變溫度附近(68℃)的電導率、紅外光透過率、電阻率和反射率等物理性質都會發生突變，從而使VO₂(M)在光信息存儲器、激光致盲武器防護裝置、大面積熱色玻璃幕墻、節能涂層、紅外探測材料等領域具有廣泛的應用前景。近期，人們為了獲得納米釩氧化物，做出了不懈的努力，如在2007年9月26日公開的中國發明專利申請公布說明書CN?101041464A中披露的一種“B相納米二氧化釩的制備方法”。該說明書中提及的B相納米二氧化釩為棒狀，其棒直徑為50～70nm、棒長為300～500nm；制備方法為先將五氧化二釩加熱融化，再將其熔體倒入冷水中得到五氧化二釩溶膠，然后，先將五氧化二釩溶膠與低碳醇或低碳醛配成醇(醛)二元體系并經超聲分散，得到五氧化二釩溶膠的醇(醛)溶膠，再將五氧化二釩溶膠的醇(醛)溶膠置于反應釜中反應后對其進行過濾、干燥的處理，獲得B相納米二氧化釩。但是，無論是B相納米二氧化釩，還是其制備方法，都存在著欠缺之處，首先，B相納米二氧化釩為棒狀，且尺寸偏小，致使其易于團聚，不利于其優異性能的充分發揮；其次，制備方法僅能獲得B相納米二氧化釩，而未能制得其它結構的納米釩氧化物。

發明內容

本發明要解決的技術問題為克服現有技術中的欠缺之處，提供一種形貌為帶狀，帶長較長的納米釩氧化物。

本發明要解決的另一個技術問題為提供一種相結構和形貌可控的上述納米釩氧化物的制備方法。

為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為：納米釩氧化物由釩氧化物組成，特別是，

所述釩氧化物為納米五氧化二釩(V₂O₅)，或納米釩氧化物的水合物(V₃O₇H₂O)，或納米B相二氧化釩(VO₂(B))，或納米A相二氧化釩(VO₂(A))；

所述納米五氧化二釩為帶狀，所述帶狀納米五氧化二釩的帶長為1～10mm、帶寬為30～200nm、帶厚為5～40nm；

所述納米釩氧化物的水合物為帶狀，所述帶狀納米釩氧化物的水合物的帶長為≤1mm、帶寬為80～480nm、帶厚為10～50nm；

所述納米B相二氧化釩為帶狀，所述帶狀納米B相二氧化釩的帶長為130～170μm、帶寬為180～560nm、帶厚為20～50nm；

所述納米A相二氧化釩為帶狀，所述帶狀納米A相二氧化釩的帶長為80～120μm、帶寬為0.5～5μm、帶厚為200～450nm。

為解決本發明的另一個技術問題，所采用的另一個技術方案為：上述納米釩氧化物的制備方法包括溶膠-凝膠法，特別是完成步驟如下：

步驟1，先將五氧化二釩粉體置于800～900℃下熔融后保溫至少20min，得到五氧化二釩熔融體，再將五氧化二釩熔融體浸入攪拌下的淬冷介質中至少12h后，靜置老化至少10d，得到五氧化二釩溶膠；

步驟2，將五氧化二釩溶膠置于密閉狀態，于200～220℃下水熱反應0.5～6d，制得納米五氧化二釩，

或者，先將聚乙二醇加入五氧化二釩溶膠中攪拌至少2h，其中，聚乙二醇與五氧化二釩之間的摩爾比為1∶5～30，得到混合溶液，再將混合溶液置于密閉狀態，于220～260℃下水熱反應0.5～22h，制得納米釩氧化物的水合物，

或者，先將聚乙二醇加入五氧化二釩溶膠中攪拌至少2h，其中，聚乙二醇與五氧化二釩之間的摩爾比為1∶5～30，得到混合溶液，再將混合溶液置于密閉狀態，于220～260℃下水熱反應26～70h，制得納米B相二氧化釩，