[發(fā)明專利]二氧化釩粉體的制備方法及其應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510001234.2
• 申請(qǐng)日: 2015-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104528826A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯玉濤;戴紅梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通漢瑞新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C01G31/02
• 分類號(hào): C01G31/02
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬粉體的合成領(lǐng)域，尤其是涉及工藝更為穩(wěn)定的二氧化釩粉體制備方法。

背景技術(shù)

二氧化釩是一種具有相變特性的材質(zhì)，在70℃附近會(huì)發(fā)生熱誘導(dǎo)的可逆半導(dǎo)體-金屬相變，基于這一特性，使得它在節(jié)能窗，熱敏開(kāi)關(guān)，激光防護(hù)，紅外熱息成像方面具有廣泛的應(yīng)用前景。二氧化釩粉末材料則具有成本低，生產(chǎn)效率高的明顯優(yōu)勢(shì)，而且還可以在粉末材料制備工藝趨向成熟以后，發(fā)展以粉末材料為基礎(chǔ)，制備二氧化釩薄膜的新工藝，將會(huì)實(shí)現(xiàn)二氧化釩廣泛應(yīng)用的途徑。而細(xì)粒度的二氧化釩粉末會(huì)顯著減少材料相變時(shí)的應(yīng)力，并且隨著粒徑的減小，電阻突變量級(jí)和光學(xué)透過(guò)率均增加，因而其合成方法的研究越發(fā)引起人們的重視。

目前，關(guān)于二氧化釩的制備工藝研究主要集中在薄膜制備方面，關(guān)于粉體制備方面的工藝相對(duì)而言比較鮮見(jiàn)，二氧化釩薄膜通常采用化學(xué)法如化學(xué)浴法、提拉法或反應(yīng)濺射、氣相沉淀等方法，但是這些工藝普遍存在設(shè)備昂貴，工藝參數(shù)控制復(fù)雜，沉積速率低等局限性；中國(guó)專利CN104030355A、CN102115167A中合成二氧化釩粉體時(shí)多采用堿性試劑的方式。專利CN1451633A中提供的制備二氧化釩的方法中，鹽酸介質(zhì)中用草酸、肼等還原五氧化二釩，然后破碎后進(jìn)行熱分解，加熱溫度為350~700℃，但是由于前體分解時(shí)，各階段反應(yīng)吸熱和放熱存在差異，本方法中加熱溫度會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物純度較差并且反應(yīng)效率較低。綜上，現(xiàn)有的制備方法最終，工藝穩(wěn)定性和可重復(fù)性較差，不適于批量生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種制備五氧化二釩粉體的方法，提高了工藝的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，降低了制造成本，提供了生產(chǎn)效率，適應(yīng)批量生產(chǎn)要求，降低了二氧化釩粉末的相變溫度，增大相變前后光電性能變化幅度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

二氧化釩粉體的制備方法，步驟如下：

?1）采用N₂H₄·2Hcl和H₂CO₄·2H₂O在鹽酸介質(zhì)中還原五氧化二釩，制得VOCl₂溶液；

2）將VOCl₂溶液與（NH₄）2CO₃反應(yīng)，制得堿式氧釩碳酸銨前體；

3）將步驟2）所制備的前體于無(wú)水乙醇中超聲破碎至粒度小于2μm后，將產(chǎn)物置入通有氮?dú)獾臓t中加熱分解，加熱至350~700℃分解結(jié)束，即得二氧化釩粉體；

其中，所述步驟3）中，產(chǎn)物進(jìn)行加熱分解時(shí)，氮?dú)饬魉贋?5ml/min，升溫速度為5℃/min。

其中，上述方法制備的二氧化釩粉末可用于制備二氧化釩陶瓷。

在上述方法中，可在步驟1）中VOCl₂溶液加入相應(yīng)的摻雜離子，可制備摻雜二氧化釩粉末。

本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)熱分解時(shí)的升溫溫度、保溫溫度、氮?dú)饬魉俚葋?lái)達(dá)到精確控制化學(xué)配比目的，進(jìn)而控制整個(gè)化學(xué)反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物之間的配比，這明顯區(qū)別于傳統(tǒng)工藝需要精確控制參數(shù)及沉積過(guò)程中氣氛，提高了工藝的穩(wěn)定性。

二氧化釩粉末的粒徑越小，其光學(xué)介質(zhì)復(fù)合體相變前后光學(xué)透過(guò)率的變化幅度越大，當(dāng)達(dá)到納米尺度上時(shí)，復(fù)合體相變前后光學(xué)透過(guò)率變化幅度可與二氧化釩薄膜相當(dāng)。本申請(qǐng)方法制備二氧化釩粉末的變相前后光電性能變化幅度較大，具有優(yōu)秀的相變性能，并達(dá)到或接近二氧化釩薄膜的性能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1和圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的熱重分析和差熱分析的結(jié)果附圖；

圖3和圖4為本發(fā)明對(duì)比例1的熱重分析和差熱分析的結(jié)果附圖；

圖5和圖6為本發(fā)明對(duì)比例2的熱重分析和差熱分析的結(jié)果附圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1?二氧化釩粉體的制備方法