二氧化钒及掺杂二氧化钒纳米单晶体的一步可控制备及其晶相相互转化机理研究

VO2(A), VO2(B), VO2(M) and VO2(R) have stimulated great interest in cathode materials for reversible lithium batteries due to their layered structure. On warming through the phase transition, drastic changes occur in both optical and electrical properties, so VO2(A), VO2(M) and VO2(R) have potential applications in storage medium, optical switching devices, laser protection, intelligent energy conserving windows, optical or electrical devices and so on. It is the cheapest and the most simple method that VO2 was prepared by hydrothermal method. Under hydrothermal different condition, the phase and morphology of the obtained VO2 are different. However, it has comparatively rarely been reported to one-step controllably prepare VO2(M) by hydrothermal method. The relationship between the hydrothermal condition and phase is unclear. This project aims to find the suitable hydrothermal condition of one step preparing different phase VO2 and disclose the phase transition mechanism of various VO2 single crystal under hydrothermal condition. We will prepare VO2 (or doped VO2) using H2O2-EtOH-H2O-V2O5, EtOH-H2O-V2O5 or H2C2O4-H2O-V2O5 as starting materials and the obtained VO2 will be characterized by XRD, XPS, TEM, SEM, EDS, TG-DTA, DSC, FT-IR etc. The obtained VO2 will be explored as the cathode materials to apply in lithium-ion batteries and thermotropic phase transition materials.

A、B、R、M等相态的二氧化钒均具有层状开放结构，能够嵌入有机基团和金属离子，故在锂离子电池方面得到广泛应用，此外A、R、M相态VO2具有热致相变特性，在光、电等多个领域具有重要应用。水热法是目前最简单和成本最低的VO2制备方法，但在不同条件下得到的二氧化钒的形貌和晶相有很大不同，且水热法一步制备VO2(M)很少有报道，条件与形貌及晶相之间的相互关系仍不是很清楚。本项目拟开展H2O2-EtOH-H2O-V2O5、EtOH-H2O-V2O5和H2C2O4-H2O-V2O5体系的不同水热条件对产物VO2（或掺杂VO2）晶相的影响和不同晶相互转化机理研究，并研究不同晶相VO2的电化学性能和热致相变对光学性能影响研究。本项目的研究为水热法一步制备不同晶相的二氧化钒奠定基础，对推动二氧化钒在电化学和节能材料领域的应用有重要价值。

二氧化钒均具有层状开放结构，能够嵌入有机基团和金属离子，故在锂离子电池方面得到广泛应用，此外A、R、M相态VO2具有热致相变特性，在光、电等多个领域具有重要应用。本项目拟开展H2O2-EtOH-H2O-V2O5、EtOH-H2O-V2O5和H2C2O4-H2OV2O5体系的不同水热条件对产物VO2（或掺杂VO2）晶相的影响和不同晶相互转化机理研究，并研究不同晶相VO2的电化学性能、AP分解催化、二氯甲苯氨氧化催化制备二氯苯腈活性和热致相变对光学性能影响研究。通过研究发现通过控制水热反应体系压力可以一步制备M相VO2，并发现VO2(M).0.5H2O新型晶相，制备了不同形貌的VOx及其不同金属元素掺杂复合氧化物。考察所得材料对高氯酸铵分解的催化性能和对二氯甲苯氨氧化制备二氯苯腈性能的影响，发现具有良好的催化效果。本项目的研究为水热法一步制备不同晶相的二氧化钒奠定基础，对推动二氧化钒在电化学、催化和节能材料领域的应用有重要价值。