【摘要】：VO2在：341 K經(jīng)歷一個可逆的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變(VO2(M)(?)VO2(R)),同時伴隨有金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變,即從低溫的絕緣相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷氐慕饘傧唷ｋS著這個一級相變,它的電學和磁學性質(zhì)表現(xiàn)出可逆的突然轉(zhuǎn)變,并且在紅外光區(qū)的紅外透射率也會發(fā)生巨大的變化。這種宏觀物理性能隨溫度變化發(fā)生突變的性質(zhì)使VO2納米材料在智能材料領(lǐng)域潛力巨大。本文主要研究亞穩(wěn)的VO2(B), VO2(A)及金紅石型V02(M)相的合成,結(jié)構(gòu)及物性表征。實驗采用水熱合成法在V2O5- H2C2O4-H2O系統(tǒng)中,通過控制反應條件(反應溫度,溶液濃度,時間,及摻雜)等,分別制備了二氧化釩B相與A相納米粉體,及金紅石型的二氧化釩,用后退火的辦法得到M相粉體材料。利用多種測試分析方法對產(chǎn)物進行表征。系統(tǒng)研究VO2 (B)、VO2 (A)和VO2 (M)的相轉(zhuǎn)變、光學、電學、磁學和電化學等特性。最后,通過硼元素與鎢元素摻雜達到了調(diào)控VO2(M)相轉(zhuǎn)變溫度的目的。通過X射線光電子能譜(XPS)確定釩的氧化價態(tài)和樣品的元素組成。利用X射線衍射(XRD)對樣品的晶體結(jié)構(gòu)進行觀測。通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)觀察納米材料的表面形貌并確定其生長方向和結(jié)晶度。VO2的相變特性利用差式掃描量熱法(DSC)和變溫X射線衍射(VT-XRD)進行研究。VO2樣品的光學特性采用紅外光譜(FT-IR)、紫外光譜(UV)、光致發(fā)光譜(PL)和拉曼光譜進行表征。使用Quantum Design公司的物理性能測試系統(tǒng)(PPMS)和四探針法分別測試了樣品的磁導率和電阻率。在電化學工作站上分別測試了VO2 (B)、VO2 (A)的電化學特性。主要的研究內(nèi)容及成果如下：1)以五氧化二釩為釩源,我們在相對較低的溫度(230℃C)和填充比條件下,通過控制反應摩爾比與反應時間,制備了單晶性能良好的VO2(B)納米帶和VO2(A)納米桿,并提出了一個VO2(A)納米桿的生長機理：轉(zhuǎn)變、自組裝、吸附和重結(jié)晶。2)研究了VO2(A)納米材料在相轉(zhuǎn)變過程中的相轉(zhuǎn)變溫度,電阻率和磁導率隨溫度變化的情況；通過變溫紅外光譜發(fā)現(xiàn)VO2(A)在相轉(zhuǎn)變溫度前后的光學開關(guān)特性：利用紫外可見吸收光譜和光致發(fā)光光譜測試,得到了VO2(B)、VO2(A)和VO2(M)的禁帶寬度信息與光發(fā)射帶位置信息。3)對VO2(B)和VO2(A)納米材料的電化學性能進行了測試分析,通過循環(huán)伏安特性曲線看出,使用VO2(B)和VO2(A)制備的電極具有較好的電化學特性以及可逆性。4)通過硼元素和鎢元素摻雜,成功的調(diào)控了VO2(M)的相轉(zhuǎn)變溫度,擴大了其作為智能材料的應用范圍。
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ135.11;TB383.1
【圖文】：

二填■化釩（Ａ，Ｂ和ＭＷ）納米結(jié)構(gòu)的制＾？＾，農(nóng)征及物性研究逡逑成法制備了具有不同形貌的的Ｖ０２邋（Ａ），包括納米線、納米帶和納米棒。逡逑此后，根掘Ｖ０２邋（Ａ）的品體結(jié)構(gòu)，Ｖ０２邋（Ａ）的１１１學、光學和磁學等物埋逡逑能被汗始研究似依然廣泛。？個丨〗貨Ｊｉ；Ｕ別龍作為ＶＯ：水熱成過制Ｉ逡逑Ｏ，邋（Ｒ）和業(yè)穩(wěn)相ＶＯ２邋（Ｂ）的中問ｆｌｉ，ＶＯ２邋（Ａ）的制！＾過Ｉ＇ｌ丨合成條件比較功：逡逑ＩＪ，界易失。W七，在制＾＾環(huán)）＂１找到一個簡中．便徙的‘＾）彳驗方法，文現(xiàn)Ｖ０２（Ａ）逡逑控合成，兒對其物觀和化學枕質(zhì)進行見加深入的研究，顯得尤冗屯耍。此外，逡逑ｆ邋ＶＯａｉｊｉ常見的Ｖ０２邋（Ｂ）和Ｖ０２邋（Ｍ），使ｍ拉Ｉ泛光ｉｆｆ、紫外可見吸收光逡逑光致發(fā)光光浩，研究ｉｔ光學性能和ｉＷ體結(jié)構(gòu)，Ｉ邋Ｉ邋ｉＭｌ義力耐的文獻報道仍然欠逡逑。逡逑．２Ｖ０２的晶體結(jié)構(gòu)逡逑

本文編號：2747811