一種混合價態氧化釩納米材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種混合價態氧化釩納米材料的制備方法，將含有VO2+的化合物分散溶解于去離子水中形成A液，將含有VO3-的化合物分散溶解于去離子水中形成B液，按照VO2+與VO3-為1:1.4-1:2.4的摩爾比例，在不同的濃度下，在10-160℃將上述AB兩種溶液混合，置于合成釜中，密閉，然后以1-20℃/min的升溫速率升至60-200℃，靜置2-180h。晶化結束后將沉淀物分離、洗滌、干燥制得該混合價態氧化釩納米材料。該材料具有熱穩定性好、耐水、比表面積大，在且晶體結構上具有層狀結構，一維納米棒狀結構，在催化，電極，傳感器，電容，鋰電池陰、陽極等領域具有潛在應用。
【專利說明】一種混合價態氧化釩納米材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料合成【技術領域】，具體涉及到一種混合價態氧化釩納米材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]釩是地殼中含量較多的過渡金屬元素，氧化釩材料在催化，電極，傳感器，鋰電池電極材料中有重要的用途。對于氧化釩材料而言常見的化合物是均一價態的化合物，如V2O3, VO2, V2O5，其實釩氧化物是一個很復雜的體系，除了這些均一價態的釩氧化物，還有很多的混合價態的釩氧化物。在作為催化劑，電極材，傳感器材料方面，相比較均一價態的釩氧化物，在一些情況下混合價態能表現出更加優異的性能。
[0003]關于混合價態氧化鑰;材料的合成:A.M.Chippindal等人(J.Mater.Chem.1992, 2,601-608.)采用混合兩種單價態氧化釩固相高溫合成的方法，反應式為:5V205+V203 — 4V307，合成了 V3O7材料。該方法在合成過程中需要經歷高溫還原，高真空混合，高溫合成等復雜的程序。H.Qiao等人(Electrochem.Commun.2006, 8, 21-26.)通過長時間在高溫下水熱處理V2O5得到了一種混合價態的釩氧化物，但是從XRD圖譜中發現還是有很多的雜峰。Y.F.Zhang,等人(Ceram.1nt.2013，39，129-141.)通過長時間在高溫下水熱處理V2O5與雙氧水得到了一種混合價態的釩氧化物。G.Wang等人(AcsNano2012, 6，10296-10302.)通過長時間在高溫下水熱處理V2O5與HCl得到了一種混合價態的 H2V3O8 的物質。K.H.Chang 等人(Acta.Mater.2007，55，6192-6197.)通過使用 H2O2 部分氧化VO2+的方法水熱合成了 V3O7.H2O0
[0004]相關研究發現混合價態釩氧化合物材料在作為催化，電極材料方面有很好的優勢，但是合成的方法多是固相高溫反應，或者是在高溫水熱部分氧化還原或者部分還原釩物種，因為通常不能控制好水解與晶體成核生長的速度，得到的材料大都不太純正，且形狀不規整不均一，大都較難得到納米級材料。
[0005]材料結構決定了材料的性能，因此，開發一種可靠的，結構可控的混合價態氧化釩材料的合成方法具有重要的意義。此類材料因為其獨特的性能，可能在作為催化，電極，電容，傳感器，光敏，熱敏，鋰電池電極材料方面具有潛在的應用。
【發明內容】
[0006]本發明在于提供了一種混合價態氧化釩材料的制備方法，該材料具有熱穩定性好、耐水、比表面積大，在且晶體結構上具有層狀結構，一維納米棒狀結構等特點，可適用于催化，電極，感光，電容，鋰電池陰、陽極等材料。
[0007]本發明的技術方案為:將含有VO2+ (VOSO4, VOC2O4, VOCl2,乙酰丙酮氧釩等)化合物分散溶解于去離子水中形成A液，將含有偏釩酸根的化合物(NaVO3, NH4VO3, KVO3)分散溶解于去離子水水中形成B液，按照V4+與V5+摩爾比例1:1.4:2-1:2.4的比例，在不同的濃度下，在10-160°C將上述兩種溶液混合，然后再通過不同的升溫速度1-10°C /min的速度將混合液升至80-200°C的晶化溫度，在合成釜內靜置2-180h。將沉淀物分離、洗滌、干燥制得該混合價態氧化釩材料。該混合價態氧化釩顆粒在尺寸上優于文獻報道，且為一位納米棒狀材料。該材料的制備原理是:通過控制偏釩酸根溶液的PH值，濃度，溫度控制釩酸根在溶液中的形式，再與釩氧四價離子相互作用，通過控制溫度變化以及晶化溫度，控制成核結晶速度與水解速度，控制時間從而得到一位納米棒狀材料。
[0008]五價釩酸根化合物的選擇對于合成材料有重要的影響。不同的釩酸根在不同的濃度下，不同的PH值，溫度下有不同的形式，對于合成的材料的晶體結構形貌有很重要的影響。該類釩酸根化合物，可以為偏釩酸鈉，偏釩酸銨，偏釩酸鉀，原釩酸鈉，原釩酸鉀，焦釩酸鈉，焦釩酸銨中的一種或多種，較佳的釩酸化合物為:偏釩酸鈉，偏釩酸鉀，偏釩酸銨，原鑰;酸鈉中的一種或者多種，最佳五價鑰;酸根化合物為:偏鑰;酸鈉，偏鑰;酸銨中的一種或者多種。
[0009]四價釩氧離子化合物的選擇對合成材料有重要的影響。不同的四價釩氧離子化合物的酸性不同，離子的穩定性不同，存在的形式也有所不同，在一定的程度上能夠影響到混合價態氧化釩材料的晶體生長與形貌控制。該四價釩氧離子可以為硫酸氧釩，氯化氧釩，草酸氧釩，乙酰丙酮氧釩，乙二胺四乙酸氧釩中的一種或者多種，較佳的四價釩氧離子化合物為:硫酸氧釩，乙酰丙酮氧釩，乙二胺四乙酸氧釩中的一種或者多種，最佳的四價釩氧離子化合物為:硫酸氧釩，乙酰丙酮氧釩中的一種或者多種。
[0010]除選擇合適匹配的五價釩酸根化合物、四價釩氧離子化合物外，材料合成的關鍵還在于合理調節合成溫度、母液的濃度、五價釩酸根化合物與四價釩氧離子化合物的摩爾比例、反應時間、靜置溫度和時間等。適合的混合溫度為0°c -160°c，較佳的混合溫度為10°C -80°C，最佳的混合溫度為20°C -30°C。
[0011]適合的母液的濃度為:V02+:0.008-1.0moI/L, VO3^ 為 0.014-2.4mol/L。較佳的母液濃度為:V02+:0.008-0.5mol/L, VO3^ 為 0.014-0.24mol/L。最佳的母液濃度為=VO2+:0.008-0.lmol/L, VO3^ 為 0.018-0.24mol/L。適合的 VO2YVO3-的摩爾比例為 1: 1.4-1:2.4，較佳的V02+/V03_的摩爾比例為:1:1.6-1:2.4，最佳的V02+/V03_的摩爾比例為:1:1.8-1:2.4。適合的反應時間為:0.lh-2h，較佳的反應時間為:0.lh-0.5h，最佳的反應時間為:0.lh-0.3h。適合的靜置溫度為:0°C -200°C，較佳的靜置溫度為:20°C _160°C，最佳的靜置溫度為:80°C-160°C。適合的靜置時間為:2h-360h，較佳的靜置時間為:2h_240h，最佳的靜置時間為:8h-72h。
[0012]本發明涉及一種混合價態氧化釩材料的制備方法，優點在于合成的該材料具有熱穩定性好、耐水、比表面積大，在且晶體結構上具有層狀結構，一維納米棒狀結構，尺寸大小可控制在長度600-1600nm，寬度在80_100nm，厚度在20nm，該制備方法簡單、合成控制容易。所得到材料可用作催化，電極，傳感器，電容，鋰電池陰、陽極等方面。
【具體實施方式】
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[0013]為了對本發明進行進一步詳細說明，下面給出幾個具體實施案例，但本發明不限于這些實施例。
[0014]實施例1:
[0015]配置0.12mol/L的VOSO4溶液和0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態的氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為80m2/g。
[0016]實施例2:
[0017]配置0.0lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為56m2/g。
[0018]實施例3:
[0019]配置0.009mol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為80°C的烘箱內，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至350°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為90m2/g。
[0020]實施例4:
[0021]配置0.12mol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為80°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置24h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為40m2/g。
[0022]實施例5:
[0023]配置0.014mol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態的釩氧化物納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至350°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為79m2/g。
[0024]實施例6:
[0025]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在10°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度120°C，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為70m2/g。
[0026]實施例7:
[0027]配置0.010mol/L的VOSO4溶液和0.020mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度140°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至370°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為50m2/g。
[0028]實施例8:
[0029]配置0.1 lmol/L的VOSO4溶液和0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在。C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度100°C，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至400°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為36m2/g。
[0030]實施例9:
[0031]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度140°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至420°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為36m2/g。
[0032]實施例10:
[0033]配置0.090mol/L的VOSO4溶液0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至390°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為46m2/g。
[0034]實施例11:
[0035]配置0.095mol/L的VOSO4溶液和0.20mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為60m2/g。
[0036]實施例12:
[0037]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為80°C的烘箱內，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態的釩氧化物納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至370°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為66m2/g。
[0038]實施例13:
[0039]配置0.012moI/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度140°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至400°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為66m2/g。
[0040]實施例14:
[0041]配置0.1OmoI/L的VOSO4溶液和0.20mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置24h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至420°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為26m2/g。
[0042]實施例15:
[0043]配置0.0llmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至390°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為66m2/g。
[0044]實施例16:
[0045]配置0.0090mol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以5°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態的釩氧化物納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至360°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為91m2/g。
[0046]實施例17:
[0047]配置0.012moI/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度120°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為66m2/g。
[0048]實施例18:
[0049]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在120°C的混合管路將兩種溶液混合，混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為120°C的烘箱內，靜止溫度120°C，靜置24h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態的釩氧化物納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為66m2/g。
[0050]實施例19:
[0051]配置0.0llmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在160°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為160°C的烘箱內，靜置24h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至370°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為59m2/g。
[0052]實施例20:
[0053]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成爸內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度120°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至390°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為46m2/g。
[0054]實施例21:
[0055]配置0.01 lmol/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在10°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為66m2/g。
[0056]實施例22:
[0057]配置0.013mol/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度120°C，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至390°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為46m2/g。
[0058]實施例23:
[0059]配置0.013mol/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以5°C /min的升溫速度升至靜止溫度100°C，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為44m2/g。
[0060]實施例24:
[0061]配置0.010mol/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為160°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為66m2/g。
[0062]實施例25:
[0063]配置0.012mol/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度200°C，靜置24h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為63m2/g。
[0064]實施例26:
[0065]配置0.12mol/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為80°C的烘箱內，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至390°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為36m2/g。
[0066]實施例27:
[0067]配置0.1OmoI/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度100°C，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至390°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為45m2/g。
[0068]實施例28:
[0069]配置0.010mol/L的乙酰丙酮氧I凡溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL,通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度160°C，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至390°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為76m2/g。
[0070]實施例29:
[0071]配置0.012mol/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為25°C的烘箱內，以10°C /min的升溫速度升至靜止溫度120°C，靜置48h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至370°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為62m2/g。
[0072]實施例30:
[0073]配置0.009mol/L的乙酰丙酮氧釩溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通過兩臺平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路將兩種溶液混合,混合液轉入350mL的合成釜內，放入初始溫度為80°C的烘箱內，靜置72h。合成完成后，經過過濾，去離子水洗滌真空干燥得到混合價態氧化釩納米顆粒材料。采用熱重-差熱手段表征得知:氮氣氣氛下，該材料能穩定至380°C ;氮氣吸附脫附實驗表明該材料比表面為86m2/g。
【權利要求】
1.一種混合價態氧化釩納米材料，其特征在于:將含有VO2+的化合物和含有VO3-的化合物，分別分散于去離子水后制成一定濃度的A，B母液； A母液中VO2+離子濃度為:0.008-1.0mol/L ； B母液中VO3-離子濃度為:0.02-2.2mol/L ； 在10-160°C混合溫度下，在一定的混合條件下，按V02+/V(V為1:1.4-1:2.4的摩爾比例混合，置于合成釜中，密閉，然后以1_20°C /min的升溫速率升至60_200°C，靜置2_180h。
2.—種權利要求1所述一種混合價態氧化釩納米材料的制備方法，其特征在于:將含有VO2+的化合物和含有VO3-的化合物，分別分散于去離子水后制成一定濃度的母液； A母液中VO2+離子濃度為:0.008-1.0mol/L ； B母液中VO3-離子濃度為:0.02-2.2mol/L ； 在10-160°C混合溫度下，在一定的混合條件下，按V02+/V(V為1:1.4-1:2.4的摩爾比例混合，置于合成釜中，密閉，然后以1_20°C /min的升溫速率升至60_200°C，靜置2_180h。
3.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述含VO2+化合物為硫酸氧釩、氯化氧釩、草酸氧釩、乙酰丙酮氧釩中的一種或多種； 所述含V03_的化合物為NaVO3, NH4VO3, KVO3的一種或多種。
4.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于: 所述含VO2+化合物為硫酸氧釩、乙酰丙酮氧釩中的一種或多種； 所述含VO3-的化合物為NH4VO3, NaVO3的一種或多種。
5.按照權利要求2、3或4所述的制備方法，其特征在于:混合溫度為10-80°C，升溫速率為 1-1O0C /min ； 靜置溫度為:60-180°C，靜置時間為:4h-180h。
6.按照權利要求5所述的制備方法，其特征在于:混合溫度為25°C_60°C，升溫速度為5-1CTC /min ； 靜置溫度為:80°C _160°C，靜置時間為:8h-72h。
7.按照權利要求2、3或4所述的制備方法，其特征在于: A母液中VO2+離子濃度為:0.008-0.24mol/L ； B母液中VO3離子濃度為:0.02-0.5mol/L。
8.按照權利要求5所述的制備方法，其特征在于: A母液中VO2+離子濃度為:0.008-0.14mol/L ； B母液中VOf離子濃度為:0.02-0.2mol/L0
【文檔編號】B82Y30/00GK104250022SQ201310268704
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】王峰, 張超鋒, 徐杰, 張曉辰, 王業紅, 張哲 , 王敏 申請人:中國科學院大連化學物理研究所