[發明專利]一種熱分解球磨所得前驅體制備單斜相二氧化釩納米粉體的制備方法

在審

• 申請號: 202010008832.3
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111186860A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 蔣緒川;王馳元;徐慧妍;游淇
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C01G31/02
• 分類號: C01G31/02;B02C17/10;B02C25/00
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 趙鳳

本發明屬于二氧化釩粉體制備領域，具體涉及一種熱分解球磨所得前驅體制備單斜相二氧化釩納米粉體的制備方法。包括以下步驟：（1）將釩源、還原劑混合，得混合配料；（2）將混合配料加入到球磨裝置中，加入研磨球進行研磨；（3）將步驟2）中前驅體轉移至管式爐中高溫燒結，得到VO₂(M)粉體；本發明所提供的一種熱分解球磨所得前驅體制備單斜相二氧化釩納米粉體的制備方法，首先利用球磨機械化學作用使釩源和還原劑發生反應制備前驅體，而后通過熱分解得到單斜相VO₂(M)納米粉體。本發明所制備的前驅體與球磨罐粘黏性小，易于與設備分離，所得樣品顆粒尺寸小、分散度高，且生產低成本。

技術領域

本發明屬于二氧化釩粉體制備領域，具體涉及一種熱分解球磨所得前驅體制備單斜相二氧化釩納米粉體的制備方法。

背景技術

二氧化釩（VO₂）是一種多晶型過渡金屬氧化物，其中單斜相VO₂(M)在68℃發生絕緣體－金屬相轉變，伴隨電阻率、紅外透過率等性質的突變，使其可應用于溫控開關和智能玻璃等領域。

目前，通過熱解法制備單斜相二氧化釩的方法主要有，釩源與還原劑在水溶液下反應得到前驅體，然后通過煅燒得到VO₂(M)。該方法制備前驅體過程繁瑣，且涉及到鹽酸二肼等有毒有機試劑的使用，存在污染風險。而球磨法制備前驅體不僅綠色環保，而且設備簡單、原料易得、產率高、時間短、成本低、易于大量制備。

當前，通過熱分解球磨所得前驅體制備VO₂(M)納米粉體的方法研究較少，主要有中國專利CN 109336176 A公開了一種固相法大量制備金紅石相二氧化釩納米粉體的方法，該方法首先將五氧化二釩粉體球磨后與草酸均勻混合，而后進行低速球磨，烘干后再轉移至球磨機中進行高速球磨得到前驅體，經煅燒得到VO₂(M)，再經高速球磨得到小粒度VO₂(M)粉體。該方法需四次球磨，制備過程繁瑣。中國專利CN108975401A公開了一種摻雜二氧化釩納米粉體的制備方法，該專利以偏釩酸銨為釩源，有機酸及其銨鹽為還原劑，加入摻雜劑球磨0.5~5小時得到前驅體，然后在200~800℃溫度下煅燒0.5~6 小時，得到VO₂(M)粉體。該方法僅需一次球磨，大大縮短了生產周期，但該方法所得樣品粒徑尺寸較大，顆粒分散性較差。

一種熱分解球磨所得前驅體制備單斜相二氧化釩納米粉體的制備方法，以V₂O₅為釩源，有機酸銨鹽為還原劑，通過球磨制備前驅體，然后經退火熱分解得到VO₂(M)納米粉體。該方法所得前驅體與球磨罐粘黏性小，易于與設備分離，所得樣品顆粒尺寸小、分散度高。

此外，如圖1為2019年五氧化二釩與偏釩酸銨價格對比，通過對比兩種釩源價格大體接近。（五氧化二釩年平均價格14.71萬元/噸；偏釩酸銨年平均價格14.41萬元/噸），但由表1可知，由于五氧化二釩分子式中含有兩個釩原子，偏釩酸銨含有一個釩原子，所以每制備1噸二氧化釩所需成本，五氧化二釩顯著小于偏釩酸銨。因此，一種熱分解球磨所得前驅體制備單斜相二氧化釩納米粉體的制備方法為工業化制備高質量、低成本VO₂提供了新方法。

表1

發明內容

本發明目的在于提供一種熱分解球磨所得前驅體制備單斜相二氧化釩納米粉體的制備方法，克服現有技術中存在的生產成本高，VO₂粉體制備粒徑大，分散度差的問題

為了實現上述目的或者其他目的，本發明通過以下技術方案實現。

一種熱分解球磨所得前驅體制備單斜相二氧化釩納米粉體的制備方法，包括以下步驟：

1）將釩源、還原劑混合，得混合配料；