[發明專利]一種將二氧化釩由B相向摻雜M相轉變的方法

無效

• 申請號: 201310035461.8
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103043722A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 黃馳;張依福;劉興海;黎侯斌;方鵬飛
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C01G31/02
• 分類號: C01G31/02;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及一種將二氧化釩由B相向摻雜M相轉變的方法，屬于無機功能材料的制備領域。

背景技術

二氧化釩（VO₂）是一種典型的具有相變特性的金屬氧化物，其在68℃附近會發生低溫單斜相（M）和高溫四方金紅石相（R）的可逆相變，VO₂的相變溫度是目前所知具有此種相變特性的化合物中最接近室溫的。VO₂在相變前后，其電導率、電阻率、磁化率、光透過率和反射率等特性會發生突變，如其電導率在相變前后有5個數量級的突變；VO₂的這種相變特性使得VO₂在熱敏電阻材料、光電開關材料、智能窗材料、智能控溫材料、紅外探測材料、抗激光材料、光存儲材料等領域具有廣泛的應用前景。

VO₂的相變溫度在68℃附近，與室溫25℃還是具有一定差距，這樣導致其應用受到了一定限制。研究證明，通過摻雜W、Mo、F等原子可以降低VO₂的相變溫度，尤其是摻入高價的金屬W⁶⁺可顯著降低VO₂的相變溫度。目前關于摻雜VO₂的制備方法主要有兩大類：物理方法和化學方法。物理方法主要有：脈沖激光沉積法、物理氣相沉積法、磁控濺射法、激光誘導氣相沉積法等。但這類方法存在較多的缺點，如設備昂貴，工藝過程復雜，制備的產物少，能耗比很大，不適宜于工業生產與應用。化學方法主要有：化學氣相沉積法、溶膠凝膠法（Sol-Gel）、熱分解法、化學沉淀法，水熱反應法等；在這些方法中，水熱反應法由于過程簡單、容易控制、可以適應大規模的生產而備受關注。

到目前為止，關于將VO₂(B)轉化為VO₂(M)的方法有兩種：

（1）將VO₂(B)在惰性氛圍中煅燒，相關文獻和專利為：Zhang?Y.;?Chen?C.;?Wu?W.;?Niu?F.;?Liu?X.;?Zhong?Y.;?Cao?Y.;?Liu?X.;?Huang?C.,?Facile?hydrothermal?synthesis?of?vanadium?oxides?nanobelts?by?ethanol?reduction?of?peroxovanadium?complexes?[J].?Ceramics?International,?2013,?39(1):?129-141；Zhang?Y.;?Fan?M.;?Zhou?M.;?Huang?C.;?Chen?C.;?Cao?Y.;?Xie,?G.;?Li?H.;?Liu,?X.,?Controlled?synthesis?and?electrochemical?properties?of?vanadium?oxides?with?different?nanostructures?[J].?Bulletin?of?Materials?Science,?2012,?35(3):?369-376；黃馳，張依福，劉興海，樊美娟,?一種二氧化釩及其摻雜粉體的制備方法?[P].?2012年，公布號：CN102502824A；

（2）將VO₂(B)經過H₂O₂（30?wt%）和表面活性劑處理?：陳文，麥立強，徐慶，祁琰媛,?余華，朱泉曉，二氧化釩納米棒由B相向M相轉變的處理方法?[P].?2005年，公開號：CN1587065A。

而上述兩種轉化為方法過程相對復雜，成本較高，且不能得到相變溫度較低的摻雜VO₂(M)。因此，探索合適的工藝技術，實現將VO₂(B)直接轉化為摻雜的VO₂(M)，且工藝簡單，重現性好，可控程度高，符合環境要求的研究，具有重要的理論價值和現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種將二氧化釩由B相向摻雜M相轉變的方法。

本發明提供的技術方案為：一種將二氧化釩由B相向摻雜M相轉變的方法，包括以下步驟：

1)?稱取VO₂(B)、蒸餾水和摻雜劑，并對其進行攪拌后得到渾濁液體，其中，VO₂(B)的質量占總質量的0.01~30%，摻雜劑的質量占總質量的0.01~5%，其余為蒸餾水；