納米結(jié)構(gòu)釩氧化物粉末的制備與性能研究.pdf

1、五氧化二釩納米材料及其衍生物由于存在特有的層狀結(jié)構(gòu)，作為電極材料一直以來被人們廣泛研究。它具有優(yōu)良的電學(xué)特性，在納米器件中存在較大的潛在應(yīng)用可能，有關(guān)釩氧化物的相關(guān)問題已經(jīng)成為當(dāng)今納米技術(shù)研究的熱點。因此，研究不同生長條件下 V2 O5材料的合成，從基礎(chǔ)研究和實際應(yīng)用的角度均具有重要的意義。
　　材料的性能在很大程度上取決于材料的形貌和結(jié)構(gòu)，因此對氧化釩材料的形貌和結(jié)構(gòu)的控制生長尤為重要。本文利用無模板簡單水熱法，通過控制實驗條件

2、和參數(shù)，成功制備了多種維度的納米五氧化二釩材料，再用 XR D、S EM等測試手段對微觀形貌進(jìn)行表征，并嘗試解釋了所制得的納米氧化物的形成原因，總結(jié)了各條件對于產(chǎn)物形貌的影響規(guī)律，最后利用電化學(xué)工作站測試了 V2 O5納米材料作為超級電容器電極的電化學(xué)性能。主要研究內(nèi)容如下：
　?、僖云C酸銨為釩源，溶劑水和乙醇作為變化條件，通過變化兩種溶劑的比例，合成了納米花球、納米中空球、納米紡錘體、納米棒等五氧化二釩納米材料，然后在不同種類

3、的酸化條件下，比較了單純以水和乙醇為溶劑時，生成產(chǎn)物的形貌特點，總結(jié)了溶劑對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。
　?、谝云C酸銨為釩源，硝酸和草酸為 pH調(diào)節(jié)酸，分別在水和乙醇環(huán)境下添加各種添加劑進(jìn)行對比實驗，包括加入 CTAB、S DS、CMC在水環(huán)境下的對比實驗，加入PVP和 H2O2在水環(huán)境下的對比實驗；加入THF在水和乙醇環(huán)境下的對比試驗等。分析總結(jié)了添加劑的作用規(guī)律，給出了可能的作用機(jī)理。
　?、垡云C酸銨為釩源，NaOH為 p

4、H調(diào)節(jié)堿，在酸性、中性、堿性條件下合成了交叉片球、堆疊片、樹枝狀五氧化二釩納米材料。在堿性環(huán)境下通過添加SDS得到超長納米纖維和龍尾狀五氧化二釩，并給出了生長機(jī)理。
　　④測試了對納米花球、納米顆粒、納米線、納米棒等幾種典型形貌的五氧化二釩材料作為超級電容器電極的電化學(xué)性能。測試方法包括循環(huán)伏安法(C V)和恒電流充放電法(GCD)。各種形貌展示出的特點既有共性又有特性，一維納米棒狀材料因其獨特的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出最優(yōu)異的電化學(xué)綜合性能。