鎢、銪摻雜及退火對(duì)溫致變色二氧化釩性能影響的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-03 09:47
二氧化釩(VO2)是一種具有金屬—半導(dǎo)體(MIT)相變性質(zhì)的過(guò)渡金屬氧化物,其獨(dú)特的相變性質(zhì)使其在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,但較高的相變溫度限制了其實(shí)際應(yīng)用。金屬性質(zhì)的VO2的金紅石相是在一個(gè)簡(jiǎn)單的四方晶格(P42/mnm)基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的,是一個(gè)體心正交平行六面體結(jié)構(gòu)。而低溫下VO2的半導(dǎo)體相屬于單斜晶系(P21/c)。VO2中的金屬—絕緣體(MIT)的轉(zhuǎn)變是一階可逆轉(zhuǎn)變,在相變臨界點(diǎn)晶體的體積發(fā)生變化,該過(guò)程發(fā)生在低溫半導(dǎo)體單斜相和高溫紅金石相之間。本文通過(guò)水熱法成功制備了VO2,并通過(guò)退火、單一離子摻雜(W摻雜)及二元摻雜(W-Eu共摻雜)對(duì)VO2的相變溫度以及對(duì)紅外、紫外光的光學(xué)性能進(jìn)行了調(diào)控。首先利用水熱法,通過(guò)醋酸還原V2O5制備出VO2,通過(guò)XRD、FESEM、TEM等檢測(cè)結(jié)果分析表明,所制備的產(chǎn)物為V02(B),其表現(xiàn)出規(guī)則的片層狀結(jié)構(gòu),且具有較高的純度和結(jié)晶度。由于VO2(B)只有在溫度達(dá)到450...
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
研究的技術(shù)路線
圖 2-8 W 摻雜 VO2納米粉體的制備過(guò)程Figure 2-8 The preparation process of W-doped VO2nano powderW 摻雜 VO2納米粉體的制備過(guò)程如圖 2-8 所示,將鎢酸(H2WO4,質(zhì)量配比如表所到稍過(guò)量的雙氧水(4mlH2O2)中超聲分散 10min,溶液由黃色變?yōu)闊o(wú)色透明。將酸的分散液加入到已經(jīng)盛有 70ml 去離子水、0.5gV2O5粉體及 0.6gCH3COOH·2250ml 三頸瓶中,再加入 3ml 濃度為 36%的鹽酸。在 80°C 水浴加熱條件下,以 25速攪拌 60min,攪拌結(jié)束后將前驅(qū)液轉(zhuǎn)移到 100ml 水熱反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)。如下:將鼓風(fēng)干燥箱升溫至 200°C,待溫度穩(wěn)定后,將水熱反應(yīng)釜放入其中,°C 條件下保持 4h 后取出。待水熱反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后,對(duì)反應(yīng)后的混合液分離,用去離子水和無(wú)水乙醇交叉洗滌 4 次,離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為 8000rpm,離心分 10min。洗滌結(jié)束后在 80°C 條件下對(duì)離心產(chǎn)物進(jìn)行干燥。最后對(duì)干燥后的產(chǎn)物退火處理,退火溫度分別為 450°C、500°C 和 550°C;退火條件:退火過(guò)程中sccm 氬氣;退火參數(shù)設(shè)置:初始溫度為 30°C,升溫速率為 5°C/min,退火時(shí)間為速率為 10°C/min。
圖 2-9 W-Eu 共摻雜 VO2納米粉體的制備過(guò)程Figure 2-9 The preparation process of W-Eu co-doped VO2nano powder表 2-8 W-Eu 共摻雜 VO2納米粉體中 W-Eu 的共摻雜比例Table 2-8 The ratio of W and Eu in W-doped VO2nano powderles H2WO4(g) n(mol)W/(W + V+Eu)molar ratio (%)Eu(NO3)3(g) n(mol)Eu/(W molar r 0.078115 0.000425 0.5 0.193749 0.001275 2 0.104215 0.000567 1.0 0.171715 0.001130 2 0.156230 0.000850 1.5 0.129166 0.000850 1 0.207694 0.001130 2.0 0.086161 0.000567 1 0.234345 0.001275 2.5 0.064583 0.000425 0品的表征
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]透射電鏡輻照條件下VO2(B)向VO2(R)轉(zhuǎn)化的原位研究[J]. 高占明,江寒梅,張依福,孟長(zhǎng)功. 電子顯微學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]液相制備α-Fe2O3粉末的結(jié)構(gòu)及其光催化性能[J]. 鄧賽夫,王雙保,李學(xué)青,陳希. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]花狀摻雜W-VO2/ZnO熱致變色納米復(fù)合薄膜研究[J]. 朱慧群,李毅,葉偉杰,李春波. 物理學(xué)報(bào). 2014(23)
[4]鎢摻雜M型二氧化釩粉體的水解法制備與結(jié)構(gòu)分析[J]. 楊修春,陳超,周石山,王胤博. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(09)
[5]納米VO2/ZnO復(fù)合薄膜的熱致變色特性研究[J]. 朱慧群,李毅,周晟,黃毅澤,佟國(guó)香,孫若曦,張宇明,鄭秋心,李榴,沈雨剪,方寶英. 物理學(xué)報(bào). 2011(09)
[6]電子輻照致VO2(B)薄膜結(jié)構(gòu)與紅外光譜改變[J]. 孟慶凱,何捷,劉中華,張雷,宋婷婷,孫鵬. 光散射學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]氧化釩薄膜微觀結(jié)構(gòu)的研究[J]. 潘夢(mèng)霄,曹興忠,李養(yǎng)賢,王寶義,薛德勝,馬創(chuàng)新,周春蘭,魏龍. 物理學(xué)報(bào). 2004(06)
本文編號(hào):3566050
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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研究的技術(shù)路線
圖 2-8 W 摻雜 VO2納米粉體的制備過(guò)程Figure 2-8 The preparation process of W-doped VO2nano powderW 摻雜 VO2納米粉體的制備過(guò)程如圖 2-8 所示,將鎢酸(H2WO4,質(zhì)量配比如表所到稍過(guò)量的雙氧水(4mlH2O2)中超聲分散 10min,溶液由黃色變?yōu)闊o(wú)色透明。將酸的分散液加入到已經(jīng)盛有 70ml 去離子水、0.5gV2O5粉體及 0.6gCH3COOH·2250ml 三頸瓶中,再加入 3ml 濃度為 36%的鹽酸。在 80°C 水浴加熱條件下,以 25速攪拌 60min,攪拌結(jié)束后將前驅(qū)液轉(zhuǎn)移到 100ml 水熱反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)。如下:將鼓風(fēng)干燥箱升溫至 200°C,待溫度穩(wěn)定后,將水熱反應(yīng)釜放入其中,°C 條件下保持 4h 后取出。待水熱反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后,對(duì)反應(yīng)后的混合液分離,用去離子水和無(wú)水乙醇交叉洗滌 4 次,離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為 8000rpm,離心分 10min。洗滌結(jié)束后在 80°C 條件下對(duì)離心產(chǎn)物進(jìn)行干燥。最后對(duì)干燥后的產(chǎn)物退火處理,退火溫度分別為 450°C、500°C 和 550°C;退火條件:退火過(guò)程中sccm 氬氣;退火參數(shù)設(shè)置:初始溫度為 30°C,升溫速率為 5°C/min,退火時(shí)間為速率為 10°C/min。
圖 2-9 W-Eu 共摻雜 VO2納米粉體的制備過(guò)程Figure 2-9 The preparation process of W-Eu co-doped VO2nano powder表 2-8 W-Eu 共摻雜 VO2納米粉體中 W-Eu 的共摻雜比例Table 2-8 The ratio of W and Eu in W-doped VO2nano powderles H2WO4(g) n(mol)W/(W + V+Eu)molar ratio (%)Eu(NO3)3(g) n(mol)Eu/(W molar r 0.078115 0.000425 0.5 0.193749 0.001275 2 0.104215 0.000567 1.0 0.171715 0.001130 2 0.156230 0.000850 1.5 0.129166 0.000850 1 0.207694 0.001130 2.0 0.086161 0.000567 1 0.234345 0.001275 2.5 0.064583 0.000425 0品的表征
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]透射電鏡輻照條件下VO2(B)向VO2(R)轉(zhuǎn)化的原位研究[J]. 高占明,江寒梅,張依福,孟長(zhǎng)功. 電子顯微學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]液相制備α-Fe2O3粉末的結(jié)構(gòu)及其光催化性能[J]. 鄧賽夫,王雙保,李學(xué)青,陳希. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]花狀摻雜W-VO2/ZnO熱致變色納米復(fù)合薄膜研究[J]. 朱慧群,李毅,葉偉杰,李春波. 物理學(xué)報(bào). 2014(23)
[4]鎢摻雜M型二氧化釩粉體的水解法制備與結(jié)構(gòu)分析[J]. 楊修春,陳超,周石山,王胤博. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(09)
[5]納米VO2/ZnO復(fù)合薄膜的熱致變色特性研究[J]. 朱慧群,李毅,周晟,黃毅澤,佟國(guó)香,孫若曦,張宇明,鄭秋心,李榴,沈雨剪,方寶英. 物理學(xué)報(bào). 2011(09)
[6]電子輻照致VO2(B)薄膜結(jié)構(gòu)與紅外光譜改變[J]. 孟慶凱,何捷,劉中華,張雷,宋婷婷,孫鵬. 光散射學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]氧化釩薄膜微觀結(jié)構(gòu)的研究[J]. 潘夢(mèng)霄,曹興忠,李養(yǎng)賢,王寶義,薛德勝,馬創(chuàng)新,周春蘭,魏龍. 物理學(xué)報(bào). 2004(06)
本文編號(hào):3566050
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