金紅石相二氧化釩粉體的製備方法
2023-05-21 10:17:36
專利名稱：金紅石相二氧化釩粉體的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種金紅石相二氧化釩的粉體製備方法，具體涉及一種水熱法 製備金紅石相二氧化釩的粉體的方法。
背景技術：
在全球能源供應趨緊的形勢下，節能己成為建築業必須面對的一個重要課 題。我國建築能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所佔的比例已從上世紀
七十年代末的10%，上升到近年的27.45%。目前建築業的節能主要體現在窗戶 設計和照明節電上。在玻璃窗的設計上，可以根據室內溫度自動調節紅外光透 過的智能窗戶具有良好的應用前景
金紅石相(R相)二氧化釩因其具有在68X:發生可逆金屬半導體相變的性質， 且相變溫度可以通過慘雜鎢、鉬等元素降低到室溫而成為最有應用前途的智能 窗戶塗層材料。二氧化釩具有A相、B相、C相、R相及水合物等多種結晶相，而 其中製備R相二氧化釩粉體成為節能應用的關鍵。
目前所報導的R相二氧化釩粉體多採用生成B相二氧化釩粉體然後350-800 "C熱處理生成R相二氧化釩粉體(彭子飛;江煒;王媛相變溫度可控鎢摻雜納米 二氧化釩粉體的製備工藝，中國專利CN101164900，黃馳;劉興海;易生平， 一種 二氧化釩粉末的製備方法，中國專利CN1986125)以及一步反應生成B相二氧 化釩(鄒建;林華，B相納米二氧化釩的製備方法，中國專利CN101041464; 陳文;麥立強;徐慶;彭俊鋒;朱泉蟯;周靜;黃學輝，二氧化釩納米棒及其製備方法， 中國專利CN1522965)。
Lawton等人在740'C採用噴霧熱分解硫酸氧釩溶液製得微米級二氧化釩粉 體(Lawton; Stanley A.， Theby; Edward A.， Method for making vanadium dioxide powders ， US 5427763 ); Huang Wei-Gang等人通過熱分解草酸氧釩製備了二氧化 釩粉體(黃馳;劉興海;易生平， 一種二氧化釩粉末的製備方法，CN1986125), 其分解溫度為300-800°C。但是尚未見到關於一步水熱合成金紅石相二氧化釩粉 體的相關報導。
發明內容
本發明涉及涉及一種金紅石相二氧化釩的粉體製備方法。 具體製備過程如下
(1) 配置的含釩離子濃度為0. 05-1. 5m ol/L的溶液 上述含釩離子的溶液可以採用可溶性釩鹽溶解於水中； 上述含釩離子的溶液還可以採用偏釩酸鈉或硫酸氧釩或五氧化二釩與草酸
混合配製得到。
所述可溶性釩鹽包括硫酸氧釩(VOS04)、 二氯氧釩(VOCl2)、草酸氧釩 (VOC204.5H20)。
(2) 往上述溶液中加入摻雜劑，摻雜劑為釩離子的摩爾百分比1%-10。/。； 所述摻雜劑可以是鎢酸、鉬酸或鈮酸，也可以是可溶性鎢酸鹽、鉬酸鹽或
鈮酸鹽等可溶性鹽。
(3) 將步驟(2)所得產物加入水熱釜中，填充量為體積百分比50-85%， 水熱反應溫度為200-300攝氏度，反應時間為卜7天。
(4) 將步驟(3)所得產物經分離、洗滌、乾燥，得到金紅石相二氧化釩粉體。
本發明與現有的傳統製備方法相比，其具有以下幾個優點
(1) 粉體製備工藝簡單，不需要複雜設備，生產成本低，便於控制，產物
結晶性良好；
(2) 反應溫度低，反應一步完成；
(3) 粉體相轉變溫度可調節至室溫附近，可用於作智能節能塗層的粉體材
料
本發明金紅石相二氧化釩粉體結晶性較好，粉體形貌為顆粒、納米棒及雪 花狀粒子。
圖1為二氧化釩粉體的掃描電鏡照片，製得粉體結晶性良好。
圖2為二氧化釩粉體的透射電鏡照片及選區電子衍射分析，棒呈現取向生長。
圖3為二氧化釩粉體的XPS譜圖，表明W元素摻雜入二氧化釩 圖4為二氧化釩粉體的XRD圖譜。製得粉體結晶性良好。
圖5為二氧化釩粉體的降溫DSC曲線，升溫過程相轉變溫度低於40攝氏
度
圖6為二氧化釩粉體的升溫DSC曲線，降溫過程相轉變溫度低於40攝氏
度
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明做進一步詳細說明，但不僅限於實施例。 實施例1
將五氧化二釩粉體分散於草酸溶液中，稱取加入釩離子的摩爾百分比1%的 白鎢酸，將上述溶液將上述溶液加入100ml聚四氟乙烯內襯水熱釜，填充量為 體積百分比50%, 240攝氏度水熱反應7天冷卻後離心分離，在烘箱內7(TC幹 燥24h。
實施例2
將五氧化二釩粉體分散於草酸溶液中，稱取加入釩離子的摩爾百分比8%的 鎢酸鈉，將上述溶液加入100ml聚四氟乙烯內襯水熱釜，填充量為體積百分比 85%, 240攝氏度水熱反應7天冷卻後離心分離，在烘箱內7(TC乾燥24h。
實施例3
配置硫酸氧釩與草酸混合溶液，稱取加入釩離子的摩爾百分比4%的鉬酸， 填充量為體積百分比50%，將上述溶液加入100ml聚四氟乙烯內襯水熱釜，填 充量為體積百分比75%， 240攝氏度水熱反應3天冷卻後離心分離，在烘箱內 70。C乾燥24h。
實施例4
配置二氯氧釩與草酸混合溶液，稱取加入釩離子的摩爾百分比2°/。的鉬酸， 將上述溶液加入100 ml聚四氟乙烯內襯水熱釜填充量為體積百分比65%, 240 攝氏度水熱反應1天冷卻後離心分離，在烘箱內7(TC乾燥24h。
權利要求
1、金紅石相二氧化釩粉體的製備方法，包括下述步驟(1)配置的含釩離子濃度為0.05-1.5mol/L的溶液；(2)在步驟(1)所得溶液中加入摻雜劑，摻雜劑為釩離子的摩爾百分比1％-10％；(3)將步驟(2)所得產物加入水熱釜中，水熱反應溫度為200-300攝氏度，反應時間為1-7天；(4)將步驟(3)所得產物經分離、洗滌、乾燥，得到金紅石相二氧化釩粉體。
2、 按權利要求1所述的金紅石相二氧化釩粉體的製備方法，其特徵在於所 述的含釩離子的溶液採用可溶性釩鹽溶解於水中。
3、 按權利要求2所述的金紅石相二氧化釩粉體的製備方法，其特徵在於所 述的所述可溶性釩鹽包括硫酸氧釩或二氯氧釩或草酸氧釩。
4、 按權利要求1所述的金紅石相二氧化釩粉體的製備方法，其特徵在於所 述的含釩離子的溶液採用偏釩酸鈉或硫酸氧釩或五氧化二釩與草酸混合配製得 到。
5、 按權利要求1或2或4所述的金紅石相二氧化釩粉體的製備方法，其特徵在於所述的摻雜劑包括鎢酸或鉬酸或鈮酸或可溶性鎢酸鹽或鉬酸鹽或鈮酸 土卜
6、 按權利要求1或2或4所述的金紅石相二氧化釩粉體的製備方法，其特 徵在於所述的水熱反應的條件為溫度為200-300攝氏度，反應時間為1-7天；
7、 按權利要求6所述的金紅石相二氧化釩粉體的製備方法，其特徵在於所 述的水熱釜的填充量為體積百分比50-85%。
全文摘要
本發明涉及一種金紅石相二氧化釩的粉體製備方法，具體涉及一種水熱法製備金紅石相二氧化釩的粉體的方法。本發明採用不同釩原料、摻雜劑以及摻雜比例等條件得到結晶性較好金紅石相二氧化釩粉體，形貌為顆粒、納米棒及雪花狀粒子，該粉體其半導體-導體相轉變溫度可降低至室溫附近。
文檔編號C01G31/02GK101391814SQ20081020206
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月31日 優先權日2008年10月31日
發明者曹傳祥, 羅宏傑, 高彥峰 申請人:中國科學院上海矽酸鹽研究所