本文關(guān)鍵詞：二氧化釩納米材料的水熱合成、物相演化和相變性能

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【摘要】：VO2具有很多同質(zhì)異構(gòu)體,如 VO2(R)、VO2(M)、VO2(B)、VO2(a)、VO2(D)和VO2(p)等。VO2(M)由于其可逆的金屬-半導(dǎo)體相變性質(zhì),在節(jié)能、儲能和光電器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。由于易于轉(zhuǎn)變?yōu)閂O2(M)相這一特點,VO2(D)和VO2(p)等亞穩(wěn)相的可控制備也是近年來納米材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點之一。深入理解VO2不同同質(zhì)異構(gòu)體的形成機(jī)理,揭示VO2同質(zhì)異構(gòu)體之間的相演化規(guī)律,對于可控合成具有特定晶型和優(yōu)異性能的VO2納米材料有著重要的學(xué)術(shù)意義和實用價值。本文以紅外性能調(diào)控為目標(biāo),旨在發(fā)展VO2同質(zhì)異構(gòu)體的低成本合成技術(shù),重點研究VO2的水熱制備技術(shù)、生長機(jī)制、物相演化規(guī)律和VO2(M)的紅外性能調(diào)控。發(fā)明了VO2(D)星形納米顆粒的低溫水熱法合成方法,研究了低溫退火處理對VO2(M)納米顆粒形貌和尺寸的影響,發(fā)現(xiàn)VO2(M)納米顆粒的相變溫度受界面效應(yīng)調(diào)控;構(gòu)筑了 VO2(M)納米顆粒/Ag納米線自加熱薄膜器件,在外電場作用下實現(xiàn)了對VO2(M)薄膜器件紅外性能的可逆動態(tài)調(diào)控。發(fā)展了 Ti02籽晶輔助生長VO2(D/M)連續(xù)薄膜的低溫水熱方法,研究了薄膜的取向生長機(jī)理和物相演化規(guī)律;研究了退火所得V02(M)/TiO2復(fù)合薄膜的熱致變色性質(zhì),發(fā)現(xiàn)該復(fù)合薄膜具有與物理方法制備的薄膜可比擬的光學(xué)性能,可用于構(gòu)筑紅外多功能薄膜器件。發(fā)展了亞穩(wěn)相VO2(D)和VO2(p)納米顆粒的水熱制備技術(shù),通過改變表面活性劑AOT和甲酸的用量以及水熱反應(yīng)條件,實現(xiàn)了 VO2同質(zhì)異構(gòu)體(VO2(B),VO2(D)和VO2(p))的可控制備;揭示了在水熱條件下,隨著反應(yīng)時間的延長,不同物相之間演化的一種新規(guī)律:(NH4)2V6O16·1.5H2O→NH4V4O10→VO2(B)→VO2(B+D)→VO2(D)→VO2(D+p)→VO2(p),確定了 VO2(D)和 VO2(p)納米顆粒的生長機(jī)制;通過低溫退火處理,實現(xiàn)了 VO2(p)向VO2(M)納米顆粒的物相轉(zhuǎn)變,發(fā)現(xiàn)VO2(M)顆粒復(fù)合薄膜具有優(yōu)異的紅外性能。采用水熱法制備出銨釩青銅(NH4)0.6V2O5納米薄片,作為鋰離子電池正極材料,電流密度為100 mA/g時的首次放電比容量(290 mAh/g)比相應(yīng)的微米方塊(89.8mAh/g)提高了三倍以上。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;O484

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本文編號：1282872