关于退火温度对VO_2薄膜制备及其电学性质影响的研究

采用真空蒸发-真空退火工艺由V2O5粉末制备VO2薄膜,研究了退火温度对薄膜的影响.经XRD,XPS及电阻-温度测试发现,随退火温度的升高,VO2薄膜先后经历了单斜晶系VO2(B)型→单斜晶系VO2(A)型→四方晶系VO2的变化,在3种类型的薄膜中V均以V4+为主,且在VO2(A)型薄膜中V4+含量最高.薄膜电阻以退火温度460℃时为分界线,低于460℃时,VO2(B)型薄膜电阻和电阻温度系数随退火温度的升高而增大;高于460℃时,四方晶系VO2薄膜的电阻及其电阻温度系数随退火温度的升高呈现相反的趋势.     

水热合成过程中VO_2(B)纳米带的结构变化

以V2O5和草酸的黄褐色悬浊液为前驱物水热合成VO2(B)纳米带,采用XRD技术研究水热条件对VO2(B)纳米带结构的影响。结果表明,在水热温度为180~190℃、水热时间为20~24h时,可以制备结晶良好的VO2(B)纳米带;随着水热温度的升高,VO2(B)纳米带的平均晶粒尺寸逐渐增大,晶格畸变度逐渐减小,且产物的择优生长趋势逐渐明显;水热反应初期,VO2(B)纳米带的平均晶粒尺寸增长较快,随着水热时间的延长,VO2(B)纳米带的晶粒生长趋于平衡,晶格畸变度逐渐减小并趋于平缓,且产物逐渐形成了一定的结晶取向。     

V2O5/γ-Al2O3催化四氢糠醇合成吡啶

研究了以四氢糠醇（THFA）、氨为原料，V2O5／γ-Al2O3为催化剂经气固相接触催化合成吡啶的反应．采用XPS、BET时催化剂进行了表征，用气相色谱-质谱联用仪对反应产物进行了分析，确定了主要产物吡啶．考察了反应温度、四氢糠醇流量、V2O5负载量和催化剂用量时反应的影响．结果表明，在反应温度为500℃，n（THFA）：n（NH3）=1：5，V2O5／γ-Al2O3负载量为20％的条件下，四氢糠醇的转化率为93．47％，吡啶的选择性为77．43％。吡啶的反应收率达到72．38％．     

对向靶磁控溅射纳米氧化钒薄膜的热氧化处理

采用直流对向靶磁控溅射方法制备低价态纳米氧化钒薄膜,研究热氧化处理温度和时间对氧化钒薄膜的组分、结构和电阻温度特性的影响采用X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）对氧化钒薄膜的组分、结晶结构和微观形貌进行分析,利用热敏感系统对薄膜的电阻温度特性进行测量．结果表明,经300～360℃热处理后,氧化钒薄膜的组分逐渐由V2O3和VO向VO2转变,薄膜由非晶态变为单斜金红石结构,具有金属半导体相变性能;增加热处理温度后,颗粒尺寸由20nm增大为100nm,薄膜表面变得致密,阻碍氧与低价态氧化钒的进一步反应,薄膜内VO2组分舍量的改变量不大;增加热处理时间后,薄膜内VO2组分的含量明显增加,相变幅度超过2个数量级.     

VO2(A)纳米杆的水热合成、生长机理及光学特性

用V2O5和草酸作为初始原料,在水热条件下合成了VO2(A)纳米杆.通过改变初始的V2O5与草酸摩尔比以及反应时间制备纯相VO2 (A).样品的元素组成、微结构及光学性能分别被X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征.实验结果表明合成VO2 (A)的最佳条件为:反应温度230℃、保温24 h以及V2O5对草酸摩尔比为1∶1.5.结合XRD数据与SEM图像,提出一个转变、自组装和重结晶过程解释了VO2 (A)纳米棒的形成过程.     

预氧化对钒钛磁铁矿球团矿相及内部结构的影响

以钒钛磁铁矿为原料制备氧化球团,利用XRD和SEM等手段,考察室温至500,700,900,1000,1100,1200,1250℃7种情况下预氧化球团的物相组成和微观结构.结果表明,当预氧化温度低于500℃时,球团内部发生γ-Fe2O3向α-Fe2O3的转变,未发生氧化反应;当预氧化温度高于500℃时,随着预氧化温度的升高,球团内部的TTM和FeTiO3氧化生成TTH和Fe2TiO5,白色物相(含Fe,V,Ti)聚合长大与黑色物相(Mg,Al,Si相)逐渐分离,且晶型由较为分散的颗粒状向紧密互联、结构力强的互联状转变.     

二氧化硅负载五氧化二钒合成、表征和催化性能研究

在以丙酮为溶剂、以V2O5/SiO2为催化剂、8-羟基喹啉为助剂的催化条件下,以过氧化氢水溶液为氧化剂,对环己烯催化氧化制备环己烯酮的催化反应体系进行了研究。考察了V2O5的负载量以及8-羟基喹啉的用量及反应温度对环己烯氧化反应的影响,发现适当的负载量有利于V2O5催化性能的提高。结果表明,当V2O5负载量(质量分数)为5%、催化剂的量和8-羟基喹啉的质量相等、反应温度为30℃时环己烯的转化率和环己烯酮的选择性较好。这源于V2O5高度分散于SiO2载体上,增大了活性组分V2O5的表面积,从而增加了其活性中心的个数及活性组分与反应物的接触面积,从而增加了催化活性。     

水热合成VO_2(B)带状结构的生长机理研究

以V2O5和草酸为原料,水热合成了VO2(B)带状结构.采用XRD,SEM,TEM和HRTEM等技术对不同水热条件下所得产物进行了表征,根据不同反应条件下产物的结构和形貌推断了VO2(B)带状结构的生长机理.结果表明:在水热反应过程中,V2O5首先和草酸反应生成V6O13,随着水热反应时间的延长,V6O13继续和草酸反应生成VO2(B),且最初生成的VO2(B)为杂乱无章的片状堆积结构,随着水热反应时间的延长,片状结构逐渐转化为长度约为1μm,宽度约为100～200 nm的带状结构,其晶格条纹间距约为0.51 nm.     

纳米V8C7粉末的制备

将V2O5溶解于有机酸溶液中, 通过喷雾干燥制得非晶态含钒的粉末前驱体, 将前驱体粉末还原/碳化后得到V8C7粉末. 采用X射线衍射仪﹑扫描电镜﹑透射电镜﹑碳氧分析仪对工艺过程产品进行分析. 结果表明: 前驱体是粒度为10～20 μm非晶态球形粉末, 当温度升高到400 ℃时, 前驱体粉末开始分解;当温度升高到600 ℃时, 前驱体粉末全部转变为V2O3与游离C原子级别混合均匀的复合粉末;随着温度的升高, 游离C还原碳化V2O3, 当温度升高到800 ℃时, 出现V4C3相;在约1 100 ℃时, 得到相成分均一的V8C7粉末, 其形貌是粒径为30～50 nm的一次颗粒形成的多孔空壳球形, 其总C含量为17.38%, 游离C含量为0.47%. 前驱体粉末在加热过程中相成分转变过程为: V2O3→V4C3→V8C7, 不经历V2O3 转变为VO的过程.     

V2O5薄膜的超声喷雾制备及其性能研究

采用超声喷雾法在玻璃衬底上制备了V2O5薄膜，研究了超声沉积参数对V2O5薄膜微结构以及薄膜晶化生长过程的影响．利用X射线衍射仪（XRD）扫描电子显微镜（SEM）分光光度计和电阻测量等手段对薄膜的晶相结构表面形貌和性能进行了分析．XRD结果表明：V2O5薄膜为斜方晶系结构，当衬底温度（Ts）小于215℃时，沉积的薄膜为非晶态；当Ts≥215℃时，V2O5薄膜开始形成微晶结构，而且随着衬底温度上升，薄膜的择优取向由（001）方向向（110）方向发生了转变．SEM图谱显示了V2O5薄膜的沉积生长过程．当V2O5薄膜温度从室温升高至380℃时，薄膜电阻变化了将近2个数量级；该方法制备的V2O5薄膜光学能隙Eg=2．25eV．     

隔热智能窗用W掺杂VO2热致变色涂层的制备与表征

以低毒的硫酸氧钒为钒源、白钨酸为钨源,采用温和的液相法制备了钨掺杂柠檬酸氧钒铵前驱体;借助溶胶凝胶镀膜技术与500℃、Ar气气氛低温烧结制备了W掺杂VO2涂层.研究发现,涂层中W6+引入及V3+产生有效降低了VO2单斜相向四方相转变所需的热能势垒,同时也使得四方相可以在较低温度下存在.因此,随W掺杂量由0 at.％逐渐...     

热处理条件对VO_2粉体晶体结构和相变性能的影响

以V2O5和草酸为原料,采用高温热解前驱体法制备VO2粉体,并结合XRD分析和热致相变性能测定,研究热处理条件对VO2粉体晶体结构和相变性能的影响。结果表明,采用三段式升温制度,可制备晶化程度较高的VO2粉体。制备过程中,热分解温度的升高或热分解时间的延长,均会导致产物VO2粉体平均晶粒尺寸增大、平均晶格畸变率降低、相变滞豫区间减小以及电阻突变量增大,热处理过程中VO2晶粒生长和晶格畸变率变化主要受热分解温度的控制。     

等离子体MOCVD法制备纳米Al2O3粉末及其表征

讨论等离子体有机金属化学气相沉积(MOCVD)法制备纳米Al2O3粉末,同时研究了反应温度、压力、TMA浓度和反应气体(CO2和O2)等制备条件对Al2O3结构性能的影响.试验结果表明,压力增加有利于纳米Al2O3制备.在压力为5.3 kPa、温度为1 000 ℃下,采用MOCVD法可以制备平均直径为2.5 nm的Al2O3粉末.而压力从5.3 kPa增加到100 kPa 时,Al2O3颗粒平均直径从2.5 nm增加到10 nm.温度升高可以促使纳米Al2O3合成.通过透射电镜(TEM)观测到Al2O3粉末为球形.X射线衍射分析(XRD)表明,在温度高于400 ℃时,Al2O3粉末为典型的γ-Al2O3结晶态.     

硫铁矿烧渣水热法合成形貌可控的氧化铁

以硫铁矿烧渣硫酸浸出液与氨水反应制备的Fe(OH)3胶体为前驱体,采用水热法合成不同形貌的氧化铁粒子。在中性介质中考察反应温度、物质的量比(n(Fe2+)/n(Fe3+))、水热体系总Fe浓度及晶种量对水热法氧化铁物相、形貌和粒径的影响。采用X线衍射仪、扫描电镜、透射电镜及选择区域电子衍射对水热产物物相和形貌进行研究。研究结果表明:反应温度为230℃,n(Fe2+)/n(Fe3+)为0.1以及水热体系总Fe浓度为1.25 mol/L和晶种量为2 g时,水热产物为片状α-Fe2O3粒子;控制上述其他条件不变,当温度在140～260℃时,随着温度的升高,水热法产物由α-FeOOH相向α-Fe2O3相转变,α-Fe2O3粒子形貌由球形向小圆饼状和片状依次转变;当n(Fe2+)/n(Fe3+)在0～0.12时,随着n(Fe2+)/n(Fe3+)的增加,水热产物由α-Fe2O3相向α-Fe2O3和Fe3O4相转变,α-Fe2O3粒子形貌由球形逐渐向片状转变,其粒径由小变大;当水热体系中总Fe浓度为0.625 mol/L和1.875 mol/L时,水热法氧化铁分别为不均一形貌和球形;当没有加入晶种及晶种量为6 g时,水热...     

钛精粉氧化过程中物相转变

采用热重分析和恒温实验法研究了攀枝花钛精粉氧化过程中相的存在形式及其转变规律.X射线衍射结果和微观形貌分析表明:温度低于500℃,钛精粉未发生氧化反应;600℃时产生Fe2Ti3O9和TiO2相,其和原相Fe2O3相衍射峰强度均随温度的升高而增强;900℃时,Fe2Ti3O9相完全转变为Fe2TiO5相,且随温度的升高,TiO2相和Fe2O3相衍射峰强度逐渐减弱;在整个氧化过程中存在四个化学反应,其与烧结作用相互关联,使得氧化产物表面形成较多孔隙,变得凹凸不平且疏松.     

S2O82-/ZrO2-SiO2固体酸制备及性能的研究

采用沉淀-浸渍法,通过改变硅锆摩尔比、焙烧温度及焙烧时间3个变量,制备了一系列S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂。通过单因素实验,考察了硅锆摩尔比、焙烧温度及焙烧时间对蔗糖制备乙酰丙酸的影响。实验结果显示:随着硅锆比从3增加到5,乙酰丙酸的收率持续降低;随着焙烧温度从500℃升高到600℃,乙酰丙酸的收率开始时先降低,到550℃以后则升高;随着焙烧时间从2h增加到4h,乙酰丙酸的收率开始时先升高,到3h以后则降低。当焙烧温度500℃、焙烧时间4h、硅锆比1∶4时,制备的催化剂的比表面积最大,催化活性最高;将该条件下制备的催化剂用于蔗糖的水解反应,乙酰丙酸的收率为17.4%。     

介孔Co_3O_4纳米片的结构和超级电容性能研究

利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、恒温氮气吸附等技术,研究了不同焙烧温度下制备的介孔Co3O4纳米片的物相和微结构特点,明确了焙烧温度影响介孔Co3O4纳米片超级电容性能的微观机理.XRD和TEM结果表明,不同焙烧温度下获得的产物均为尖晶石结构的介孔Co3O4纳米片,且随着焙烧温度的升高,样品的结晶性增强.恒温氮气吸附结果表明,随着焙烧温度从300℃增加到500℃,介孔Co3O4纳米片的BET比表面积从27.9m2/g降低到2.2m2/g.电化学测试结果表明,400℃焙烧产物具有最优的超级电容性能,其比电容值为151F/g,是300和500℃焙烧产物比电容值的2倍左右.基于上述表征结果,我们提出样品结晶性和表面微结构的协同作用是决定介孔Co3O4纳米片超级电容性能的关键因素:与300℃焙烧样品相比,400℃焙烧产物具有更好的结晶性,利于电极氧化还原反应过程中电子的传输迁移;与500℃焙烧样品相比,400℃焙烧产物具有更为适中的BET比表面积,利于电解液参与电极反应.     

熔融态高钙高磷钒渣氧化钠化—水浸提钒

采用XRD对钠化高钙高磷钒渣(11.48%V2O3、13.71%Ca O、0.78%P2O5)熟料的物相组成进行了分析,并研究了钒渣熟料提钒的最佳实验参数。结果表明:在Na2CO3加入量相对较少时(35%),V存在于Na4V2O7、Na3VO4、Na1.33V2O5和Na Ca VO4中,随着Na2CO3加入量的增加,Na4V2O7和Na Ca VO4会进一步与Na2CO3反应转化为Na3VO4;钒渣熟料中P存在于水溶性Na3PO4中;当实验条件如下:Na2CO3加入量为40%,液固比为5∶1 m L/g,浸出温度为90℃,浸出时间为4min,搅拌速度为150 r/min,高钙高磷钒渣熟料浸出率可超过90%。可见,熔融态高钙高磷钒渣氧化钠化水浸提钒的方法可行。     

自蔓延高温合成钒基固溶体贮氢合金的理论研究

提出采用自蔓延高温合成法制备钒基固溶体贮氢合金的新工艺.计算知NH4VO3-TiO2-Cr2O3-Ni-Al反应体系的绝热温度(Tad)为1 889.27 K,单位质量反应热为-2.67 kJ/g;对NH4VO3-TiO2-Cr2O3-Ni-Al反应体系的相关反应进行了热力学分析,表明体系生成V+Ti+Cr+Al2O3的趋势最大,生成物最稳定.确定了采用自蔓延模式的可行性.     

一步法烷基化制备均三甲基苯胺工艺研究

目的考察反应温度、压力、进料组成、液空时速对邻甲苯胺烷基化制备均三甲基苯胺反应的影响,并推测反应机理。方法以邻甲苯胺和甲醇为原料,在催化剂(V2O5或者V2O5-Cr2O3复合体)作用下通过烷基化反应,一步生成均三甲基苯胺。结果与结论以V2O5-Cr2O3复合体为催化剂活性成分,在350℃左右,邻甲苯胺∶甲醇=1∶3.0～1∶3.5(mol/mol),液空时速为0.3～0.4 h-1时,均三甲基苯胺有较高的收率(>31%)和选择性(>34%),并对其反应机理进行了分析。