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(lái)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(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)。因此，研究不同生長(zhǎng)條件下 V2 O5材料的合成，從基礎(chǔ)研究和實(shí)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(duì)氧化釩材料的形貌和結(jié)構(gòu)的控制生長(zhǎng)尤為重要。本文利用無(wú)模板簡(jiǎn)單水熱法，通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)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(cè)試手段對(duì)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(duì)于產(chǎn)物形貌的影響規(guī)律，最后利用電化學(xué)工作站測(cè)試了 V2 O5納米材料作為超級(jí)電容器電極的電化學(xué)性能。主要研究?jī)?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(guò)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(shí)，生成產(chǎn)物的形貌特點(diǎn)，總結(jié)了溶劑對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。
　　②以偏釩酸銨為釩源，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(duì)比實(shí)驗(yàn)，包括加入 CTAB、S DS、CMC在水環(huán)境下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，加入PVP和 H2O2在水環(huán)境下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)；加入THF在水和乙醇環(huán)境下的對(duì)比試驗(yàn)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(shù)枝狀五氧化二釩納米材料。在堿性環(huán)境下通過(guò)添加SDS得到超長(zhǎng)納米纖維和龍尾狀五氧化二釩，并給出了生長(zhǎng)機(jī)理。
　?、軠y(cè)試了對(duì)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(jí)電容器電極的電化學(xué)性能。測(cè)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(diǎn)既有共性又有特性，一維納米棒狀材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出最優(yōu)異的電化學(xué)綜合性能。