專利名稱：相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米二氧化釩粉體的制備工藝，具體說，是涉及相變溫度可控 鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝。
背景技術(shù)：
作為功能材料，自從1959年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的Morin F. J.發(fā)現(xiàn)二氧化釩 (V02)的熱致相變以來，V02就成為相變金屬化合物中目前研究趨熱的一種。原 因是V02的相變溫度為68。C,最接近室溫，即V02的高溫金屬相(M)與低溫半導(dǎo) 體相(S)會(huì)在68r時(shí)發(fā)生突變。伴隨著結(jié)構(gòu)的變化，V02的某些物理性能也會(huì) 發(fā)生突變，如電阻(率)發(fā)生4_5個(gè)數(shù)量級(jí)的突躍，同時(shí)還有磁化率、光學(xué)折射 率、透射率和反射率的突變，尤其在紅外和近紅外波段光學(xué)透過率變化最為明 顯。最為值得關(guān)注的是這些在相變溫度前后突變的性質(zhì)是可逆的。二氧化釩不僅性質(zhì)突變十分明顯、相變溫度最接近室溫，更重要的是通過 摻雜可以把相變溫度降低到室溫甚至室溫以下。但是，摻雜離子對二氧化釩中 離子的取代，同時(shí)會(huì)造成二氧化釩晶格結(jié)構(gòu)的變化。這種變化的直接后果是導(dǎo) 致?lián)诫s后的產(chǎn)品在相變前后光學(xué)、電學(xué)特性變化幅度減小。雖然在中國專利文獻(xiàn)CN1 27921 1 、 CN1 347856 、 CN145 16 33、 CN169321 1 、 CN1 69321 2中均公開了摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝，尤其是鎢摻雜納 米二氧化釩粉體的制備工藝，但它們都有共同的缺點(diǎn)摻雜的鎢源活性低，不 能有效摻雜到V02晶格中，因此很難實(shí)現(xiàn)相變溫度可控。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供 一 種相變溫度可控鎢摻雜納 米二氧化釩粉體的制備工藝。本發(fā)明提供的相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝，包括 以下具體步驟1) 用去離子水配制O. 5 lmol/L的VA溶液；2) 滴加草酸調(diào)節(jié)pI^7-9;3) 在70 9(TC下攪拌0. 5~1. 5小時(shí)；4) 分三次滴加濃鹽酸，使反應(yīng)體系的pH始終保持在7-9;5) 10(TC攪拌15min;6) 滴加6 8ml有機(jī)胺一甲酸(摩爾比為l : 2)溶液使得反應(yīng)液呈深藍(lán)色， 即得VOClr溶液；7) 用去離子水稀釋到2.0mol/L,然后用V205調(diào)節(jié)pH-l;8 )用去離子水配制l. 5 ~ 2mol/L的NH,HC03溶液，然后加入與NH,HC03等摩爾數(shù)的白鎢酸，通入二氧化碳驅(qū)氧；9 )在攪拌下滴入20 ~ 40ml上述VOCh溶液，滴完后靜置O. 5 ~ 1. 0h;10) 有大量晶體析出，抽濾洗滌，得前驅(qū)體；11) 加入60 80ml無水乙醇于前驅(qū)體中，用超聲波粉碎約l. Oh;12) 通入純度為99.99 %的氮?dú)?，加熱?5(TC ~ 800°C，并保溫2 3小時(shí)， 即得樣品。所述有機(jī)胺為一元有機(jī)胺或二元有機(jī)胺，優(yōu)選甲基胺、乙基胺、二甲基 胺或二乙基胺。由于本發(fā)明采用嚴(yán)格控制前驅(qū)體制備溶液的pH在7~9范圍、選用有機(jī)胺 -甲酸聯(lián)合還原劑還原、整個(gè)制備過程惰性氣體保護(hù)等系列手段，使得本發(fā)明 的制備工藝得到的產(chǎn)物為高純度單相的V(U內(nèi)米粉體。由于白鎢酸的化學(xué)活性 遠(yuǎn)高于其它鎢的化合物，使得W6+在V02晶格中的摻雜量大大增加，達(dá)到了有效 摻雜的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了相變溫度可控。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)、完整的說明 實(shí)施例1本實(shí)施例的相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝，包括以 下具體步驟 1 )用去離子水配制O. 5mol/L的VA溶液；2) 滴加草酸調(diào)節(jié)pH-7 9;3) 在70 9(TC下攪拌0. 5~1. 5小時(shí)；4) 分三次滴加濃鹽酸，使反應(yīng)體系的PH始終保持在7 9;5) 10(TC攪拌15min;6) 滴加6ml有機(jī)胺一甲酸(摩爾比為l : 2)溶液，使得反應(yīng)液呈深藍(lán)色，即 得VOCh溶液；7) 用去離子水稀釋到2.0mol/L,然后用VA調(diào)節(jié)pH-l;8) 用去離子水配制2mol/L的冊4HC03溶液，然后加入與NH,HC03等摩爾數(shù)的白鎢酸，通入二氧化碳驅(qū)氧；9 )在攪拌下滴入30ml上述VOCl2溶液，滴完后靜置O. 5 ~ 1. Oh;10) 有大量晶體析出，抽濾洗滌，得前驅(qū)體；11) 加入60ml無水乙醇于前驅(qū)體中，用超聲波粉碎約1.0h;12) 通入純度為99.99 %的氮?dú)?，加熱?5(TC，并保溫2 3小時(shí)，即得樣品。所得鎢摻雜納米二氧化釩粉體的粒徑《50nm，相變溫度為48°C。 實(shí)施例2本實(shí)施例的相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝，包括以下具體步驟-.1) 用去離子水配制lmol/L的VA溶液；2) 滴加草酸調(diào)節(jié)pt^7 9;3) 在70 9(TC下攪拌0. 5~1.5小時(shí)；4) 分三次滴加濃鹽酸，使反應(yīng)體系的pH始終保持在7-9; 5 ) 10(TC撹拌15min;6) 滴加8ml有機(jī)胺一甲酸(摩爾比為l : 2)溶液，使得反應(yīng)液呈深藍(lán)色，即 得VOCh溶液；7) 用去離子水稀釋到2.0mol/L,然后用卩205調(diào)節(jié)？^1;8) 用去離子水配制l. 5mol/L的NH4HC03溶液，然后加入與NH,HC03等摩爾數(shù) 的白鎢酸，通入二氧化碳驅(qū)氧；
9) 在攪拌下滴入50ml上述VOCh溶液，滴完后靜置0.5-1.0h;10) 有大量晶體析出，抽濾洗滌，得前驅(qū)體；11) 加入80ml無水乙醇于前驅(qū)體中，用超聲波粉碎約l. Oh;12) 通入純度為99. 99 %的氮?dú)猓訜嶂?0(TC,并保溫2-3小時(shí)，即得樣品。所得鎢摻雜納米二氧化釩粉體的粒徑《50nm，相變溫度為26°C。 實(shí)施例3本實(shí)施例的相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝，包括以 下具體步驟1) 用去離子水配制O. 75mol/L的VA溶液;2) 滴加草酸調(diào)節(jié)pH-7 9;3) 在70 9(TC下攪拌0. 5~1.5小時(shí)；4) 分三次滴加濃鹽酸，使反應(yīng)體系的pH始終保持在7-9;5) 100。C攪拌15min;6) 滴加7ml有機(jī)胺一甲酸(摩爾比為l : 2)溶液，使得反應(yīng)液呈深藍(lán)色，即 得VOCU容液；7) 用去離子水稀釋到2.0mol/L,然后用VA調(diào)節(jié)p^l;8) 用去離子水配制l. 75mol/L的冊4HC(V溶液，然后加入與NHJ1C03等摩爾數(shù)的白鎢酸，通入二氧化碳驅(qū)氧；9) 在攪拌下滴入40ml上述VOCl2溶液，滴完后靜置O. 5~1. Oh;10) 有大量晶體析出，抽濾洗滌，得前驅(qū)體；11) 加入70ml無水乙醇于前驅(qū)體中，用超聲波粉碎約l. Oh;12) 通入純度為99. 99 %的氮?dú)猓訜嶂?5(TC,并保溫2 3小時(shí)，即得樣品。所得鎢摻雜納米二氧化釩粉體的粒徑《50nm，相變溫度為35°C。
權(quán)利要求
1.一種相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝，其特征在于，所述工藝包括以下具體步驟1)用去離子水配制0.5～1mol/L的V2O5溶液；2)滴加草酸調(diào)節(jié)pH＝7～9；3)在70～90℃下攪拌0.5～1.5小時(shí)；4)分三次滴加濃鹽酸，使反應(yīng)體系的pH始終保持在7～9；5)100℃攪拌15min；6)滴加6～8ml有機(jī)胺一甲酸(摩爾比為1∶2)溶液，使得反應(yīng)液呈深藍(lán)色，即得VOCl2溶液；7)用去離子水稀釋濃度為2mol/L，然后用V2O5調(diào)節(jié)pH＝1；8)用去離子水配制1.5～2mol/L的NH4HCO3溶液，然后加入與NH4HCO3等摩爾數(shù)的白鎢酸，通入二氧化碳驅(qū)氧；9)在攪拌下滴入20～40ml上述VOCl2溶液，滴完后靜置0.5～1.0h；10)有大量晶體析出，抽濾洗滌，得前驅(qū)體；11)加入60～80ml無水乙醇于前驅(qū)體中，用超聲波粉碎約1.0h；12)通入純度為99.99％的氮?dú)猓訜嶂?50℃～800℃，并保溫2～3小時(shí)，即得樣品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備 工藝，其特征在于，所述有機(jī)胺為一元有機(jī)胺或二元有機(jī)胺。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝，其特征在于，所述有機(jī)胺為甲基胺、乙基胺、二甲基胺或二乙基胺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相變溫度可控鎢摻雜納米二氧化釩粉體的制備工藝，采用嚴(yán)格控制前驅(qū)體制備溶液的pH在7～9范圍、選用有機(jī)胺-甲酸聯(lián)合還原劑還原、整個(gè)制備過程惰性氣體保護(hù)等系列手段，使得本發(fā)明的制備工藝得到的產(chǎn)物為高純度單相的VO<sub>2</sub>納米粉體。由于白鎢酸的化學(xué)活性遠(yuǎn)高于其它鎢的化合物，使得W<sup>6+</sup>在VO<sub>2</sub>晶格中的摻雜量大大增加，達(dá)到了有效摻雜的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了相變溫度可控。
文檔編號(hào)C01G31/00GK101164900SQ20071004685
公開日2008年4月23日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者彭子飛, 煒 江, 媛 王 申請人:上海師范大學(xué)