一种混合价态氧化钒纳米材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种混合价态氧化钒纳米材料的制备方法，将含有VO2+的化合物分散溶解于去离子水中形成A液，将含有VO3-的化合物分散溶解于去离子水中形成B液，按照VO2+与VO3-为1:1.4-1:2.4的摩尔比例，在不同的浓度下，在10-160℃将上述AB两种溶液混合，置于合成釜中，密闭，然后以1-20℃/min的升温速率升至60-200℃，静置2-180h。晶化结束后将沉淀物分离、洗涤、干燥制得该混合价态氧化钒纳米材料。该材料具有热稳定性好、耐水、比表面积大，在且晶体结构上具有层状结构，一维纳米棒状结构，在催化，电极，传感器，电容，锂电池阴、阳极等领域具有潜在应用。
【专利说明】一种混合价态氧化钒纳米材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料合成【技术领域】，具体涉及到一种混合价态氧化钒纳米材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]钒是地壳中含量较多的过渡金属元素，氧化钒材料在催化，电极，传感器，锂电池电极材料中有重要的用途。对于氧化钒材料而言常见的化合物是均一价态的化合物，如V2O3, VO2, V2O5，其实钒氧化物是一个很复杂的体系，除了这些均一价态的钒氧化物，还有很多的混合价态的钒氧化物。在作为催化剂，电极材，传感器材料方面，相比较均一价态的钒氧化物，在一些情况下混合价态能表现出更加优异的性能。
[0003]关于混合价态氧化钥;材料的合成:A.M.Chippindal等人(J.Mater.Chem.1992, 2,601-608.)采用混合两种单价态氧化钒固相高温合成的方法，反应式为:5V205+V203 — 4V307，合成了 V3O7材料。该方法在合成过程中需要经历高温还原，高真空混合，高温合成等复杂的程序。H.Qiao等人(Electrochem.Commun.2006, 8, 21-26.)通过长时间在高温下水热处理V2O5得到了一种混合价态的钒氧化物，但是从XRD图谱中发现还是有很多的杂峰。Y.F.Zhang,等人(Ceram.1nt.2013，39，129-141.)通过长时间在高温下水热处理V2O5与双氧水得到了一种混合价态的钒氧化物。G.Wang等人(AcsNano2012, 6，10296-10302.)通过长时间在高温下水热处理V2O5与HCl得到了一种混合价态的 H2V3O8 的物质。K.H.Chang 等人(Acta.Mater.2007，55，6192-6197.)通过使用 H2O2 部分氧化VO2+的方法水热合成了 V3O7.H2O0
[0004]相关研究发现混合价态钒氧化合物材料在作为催化，电极材料方面有很好的优势，但是合成的方法多是固相高温反应，或者是在高温水热部分氧化还原或者部分还原钒物种，因为通常不能控制好水解与晶体成核生长的速度，得到的材料大都不太纯正，且形状不规整不均一，大都较难得到纳米级材料。
[0005]材料结构决定了材料的性能，因此，开发一种可靠的，结构可控的混合价态氧化钒材料的合成方法具有重要的意义。此类材料因为其独特的性能，可能在作为催化，电极，电容，传感器，光敏，热敏，锂电池电极材料方面具有潜在的应用。
【发明内容】
[0006]本发明在于提供了一种混合价态氧化钒材料的制备方法，该材料具有热稳定性好、耐水、比表面积大，在且晶体结构上具有层状结构，一维纳米棒状结构等特点，可适用于催化，电极，感光，电容，锂电池阴、阳极等材料。
[0007]本发明的技术方案为:将含有VO2+ (VOSO4, VOC2O4, VOCl2,乙酰丙酮氧钒等)化合物分散溶解于去离子水中形成A液，将含有偏钒酸根的化合物(NaVO3, NH4VO3, KVO3)分散溶解于去离子水水中形成B液，按照V4+与V5+摩尔比例1:1.4:2-1:2.4的比例，在不同的浓度下，在10-160°C将上述两种溶液混合，然后再通过不同的升温速度1-10°C /min的速度将混合液升至80-200°C的晶化温度，在合成釜内静置2-180h。将沉淀物分离、洗涤、干燥制得该混合价态氧化钒材料。该混合价态氧化钒颗粒在尺寸上优于文献报道，且为一位纳米棒状材料。该材料的制备原理是:通过控制偏钒酸根溶液的PH值，浓度，温度控制钒酸根在溶液中的形式，再与钒氧四价离子相互作用，通过控制温度变化以及晶化温度，控制成核结晶速度与水解速度，控制时间从而得到一位纳米棒状材料。
[0008]五价钒酸根化合物的选择对于合成材料有重要的影响。不同的钒酸根在不同的浓度下，不同的PH值，温度下有不同的形式，对于合成的材料的晶体结构形貌有很重要的影响。该类钒酸根化合物，可以为偏钒酸钠，偏钒酸铵，偏钒酸钾，原钒酸钠，原钒酸钾，焦钒酸钠，焦钒酸铵中的一种或多种，较佳的钒酸化合物为:偏钒酸钠，偏钒酸钾，偏钒酸铵，原钥;酸钠中的一种或者多种，最佳五价钥;酸根化合物为:偏钥;酸钠，偏钥;酸铵中的一种或者多种。
[0009]四价钒氧离子化合物的选择对合成材料有重要的影响。不同的四价钒氧离子化合物的酸性不同，离子的稳定性不同，存在的形式也有所不同，在一定的程度上能够影响到混合价态氧化钒材料的晶体生长与形貌控制。该四价钒氧离子可以为硫酸氧钒，氯化氧钒，草酸氧钒，乙酰丙酮氧钒，乙二胺四乙酸氧钒中的一种或者多种，较佳的四价钒氧离子化合物为:硫酸氧钒，乙酰丙酮氧钒，乙二胺四乙酸氧钒中的一种或者多种，最佳的四价钒氧离子化合物为:硫酸氧钒，乙酰丙酮氧钒中的一种或者多种。
[0010]除选择合适匹配的五价钒酸根化合物、四价钒氧离子化合物外，材料合成的关键还在于合理调节合成温度、母液的浓度、五价钒酸根化合物与四价钒氧离子化合物的摩尔比例、反应时间、静置温度和时间等。适合的混合温度为0°c -160°c，较佳的混合温度为10°C -80°C，最佳的混合温度为20°C -30°C。
[0011]适合的母液的浓度为:V02+:0.008-1.0moI/L, VO3^ 为 0.014-2.4mol/L。较佳的母液浓度为:V02+:0.008-0.5mol/L, VO3^ 为 0.014-0.24mol/L。最佳的母液浓度为=VO2+:0.008-0.lmol/L, VO3^ 为 0.018-0.24mol/L。适合的 VO2YVO3-的摩尔比例为 1: 1.4-1:2.4，较佳的V02+/V03_的摩尔比例为:1:1.6-1:2.4，最佳的V02+/V03_的摩尔比例为:1:1.8-1:2.4。适合的反应时间为:0.lh-2h，较佳的反应时间为:0.lh-0.5h，最佳的反应时间为:0.lh-0.3h。适合的静置温度为:0°C -200°C，较佳的静置温度为:20°C _160°C，最佳的静置温度为:80°C-160°C。适合的静置时间为:2h-360h，较佳的静置时间为:2h_240h，最佳的静置时间为:8h-72h。
[0012]本发明涉及一种混合价态氧化钒材料的制备方法，优点在于合成的该材料具有热稳定性好、耐水、比表面积大，在且晶体结构上具有层状结构，一维纳米棒状结构，尺寸大小可控制在长度600-1600nm，宽度在80_100nm，厚度在20nm，该制备方法简单、合成控制容易。所得到材料可用作催化，电极，传感器，电容，锂电池阴、阳极等方面。
【具体实施方式】
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[0013]为了对本发明进行进一步详细说明，下面给出几个具体实施案例，但本发明不限于这些实施例。
[0014]实施例1:
[0015]配置0.12mol/L的VOSO4溶液和0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态的氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为80m2/g。
[0016]实施例2:
[0017]配置0.0lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为56m2/g。
[0018]实施例3:
[0019]配置0.009mol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为80°C的烘箱内，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至350°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为90m2/g。
[0020]实施例4:
[0021]配置0.12mol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为80°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置24h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为40m2/g。
[0022]实施例5:
[0023]配置0.014mol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态的钒氧化物纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至350°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为79m2/g。
[0024]实施例6:
[0025]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在10°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度120°C，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为70m2/g。
[0026]实施例7:
[0027]配置0.010mol/L的VOSO4溶液和0.020mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度140°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至370°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为50m2/g。
[0028]实施例8:
[0029]配置0.1 lmol/L的VOSO4溶液和0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在。C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度100°C，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至400°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为36m2/g。
[0030]实施例9:
[0031]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度140°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至420°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为36m2/g。
[0032]实施例10:
[0033]配置0.090mol/L的VOSO4溶液0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至390°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为46m2/g。
[0034]实施例11:
[0035]配置0.095mol/L的VOSO4溶液和0.20mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为60m2/g。
[0036]实施例12:
[0037]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为80°C的烘箱内，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态的钒氧化物纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至370°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为66m2/g。
[0038]实施例13:
[0039]配置0.012moI/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度140°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至400°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为66m2/g。
[0040]实施例14:
[0041]配置0.1OmoI/L的VOSO4溶液和0.20mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置24h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至420°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为26m2/g。
[0042]实施例15:
[0043]配置0.0llmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至390°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为66m2/g。
[0044]实施例16:
[0045]配置0.0090mol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以5°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态的钒氧化物纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至360°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为91m2/g。
[0046]实施例17:
[0047]配置0.012moI/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度120°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为66m2/g。
[0048]实施例18:
[0049]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在120°C的混合管路将两种溶液混合，混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为120°C的烘箱内，静止温度120°C，静置24h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态的钒氧化物纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为66m2/g。
[0050]实施例19:
[0051]配置0.0llmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在160°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为160°C的烘箱内，静置24h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至370°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为59m2/g。
[0052]实施例20:
[0053]配置0.01 lmol/L的VOSO4溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成爸内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度120°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至390°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为46m2/g。
[0054]实施例21:
[0055]配置0.01 lmol/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在10°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为66m2/g。
[0056]实施例22:
[0057]配置0.013mol/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度120°C，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至390°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为46m2/g。
[0058]实施例23:
[0059]配置0.013mol/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以5°C /min的升温速度升至静止温度100°C，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为44m2/g。
[0060]实施例24:
[0061]配置0.010mol/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为160°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为66m2/g。
[0062]实施例25:
[0063]配置0.012mol/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.02mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度200°C，静置24h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为63m2/g。
[0064]实施例26:
[0065]配置0.12mol/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为80°C的烘箱内，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至390°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为36m2/g。
[0066]实施例27:
[0067]配置0.1OmoI/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.20mol/L的NaVO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度100°C，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至390°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为45m2/g。
[0068]实施例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,通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度160°C，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至390°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为76m2/g。
[0070]实施例29:
[0071]配置0.012mol/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在25°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为25°C的烘箱内，以10°C /min的升温速度升至静止温度120°C，静置48h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至370°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为62m2/g。
[0072]实施例30:
[0073]配置0.009mol/L的乙酰丙酮氧钒溶液和0.02mol/L的NH4VO3溶液各125mL，通过两台平流泵，以10mL/min的速度在80°C的混合管路将两种溶液混合,混合液转入350mL的合成釜内，放入初始温度为80°C的烘箱内，静置72h。合成完成后，经过过滤，去离子水洗涤真空干燥得到混合价态氧化钒纳米颗粒材料。采用热重-差热手段表征得知:氮气气氛下，该材料能稳定至380°C ;氮气吸附脱附实验表明该材料比表面为86m2/g。
【权利要求】
1.一种混合价态氧化钒纳米材料，其特征在于:将含有VO2+的化合物和含有VO3-的化合物，分别分散于去离子水后制成一定浓度的A，B母液； A母液中VO2+离子浓度为:0.008-1.0mol/L ； B母液中VO3-离子浓度为:0.02-2.2mol/L ； 在10-160°C混合温度下，在一定的混合条件下，按V02+/V(V为1:1.4-1:2.4的摩尔比例混合，置于合成釜中，密闭，然后以1_20°C /min的升温速率升至60_200°C，静置2_180h。
2.—种权利要求1所述一种混合价态氧化钒纳米材料的制备方法，其特征在于:将含有VO2+的化合物和含有VO3-的化合物，分别分散于去离子水后制成一定浓度的母液； A母液中VO2+离子浓度为:0.008-1.0mol/L ； B母液中VO3-离子浓度为:0.02-2.2mol/L ； 在10-160°C混合温度下，在一定的混合条件下，按V02+/V(V为1:1.4-1:2.4的摩尔比例混合，置于合成釜中，密闭，然后以1_20°C /min的升温速率升至60_200°C，静置2_180h。
3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述含VO2+化合物为硫酸氧钒、氯化氧钒、草酸氧钒、乙酰丙酮氧钒中的一种或多种； 所述含V03_的化合物为NaVO3, NH4VO3, KVO3的一种或多种。
4.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于: 所述含VO2+化合物为硫酸氧钒、乙酰丙酮氧钒中的一种或多种； 所述含VO3-的化合物为NH4VO3, NaVO3的一种或多种。
5.按照权利要求2、3或4所述的制备方法，其特征在于:混合温度为10-80°C，升温速率为 1-1O0C /min ； 静置温度为:60-180°C，静置时间为:4h-180h。
6.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于:混合温度为25°C_60°C，升温速度为5-1CTC /min ； 静置温度为:80°C _160°C，静置时间为:8h-72h。
7.按照权利要求2、3或4所述的制备方法，其特征在于: A母液中VO2+离子浓度为:0.008-0.24mol/L ； B母液中VO3离子浓度为:0.02-0.5mol/L。
8.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于: A母液中VO2+离子浓度为:0.008-0.14mol/L ； B母液中VOf离子浓度为:0.02-0.2mol/L0
【文档编号】B82Y30/00GK104250022SQ201310268704
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】王峰, 张超锋, 徐杰, 张晓辰, 王业红, 张哲 , 王敏 申请人:中国科学院大连化学物理研究所