新型層狀鉍釩氧基化合物微納結構的合成及其性能研究.pdf

1、本論文以層狀鉍釩氧基化合物的晶體結構分析為導向，利用合適的化學反應路線來可控合成新型層狀鉍釩氧基化合物的微納結構，進一步考查所得到的微納結構的光學，電學以及磁學性能，初步探討了層狀化合物的晶體結構與性能兩者之間的構效關系。論文歸納如下:
　　論文首先從典型的具有層狀結構的VO2·0.5H2O合成入手，提出一種簡單溫和的合成策略合成了VO2·0.5H2O微米結構。研究了其電學磁學性能，探討了層狀結構物質的結構對性質的影響。利用變溫電

2、導研究了體系電學特征，結果表明所合成出的VO2·0.5H2O具有半導體特性。從晶體結構角度分析了其半導體特征的內(nèi)在原因，即其晶體結構中存在著恰好是V-V相互作用的臨界值的Z型折線形釩鏈，鏈上釩原子的電子云能部分重疊。進一步研究了體系的M-T曲線，發(fā)現(xiàn)存在有個異常躍遷。通過居里-韋斯定律擬合，表明低溫下相鄰V離子之間存在強烈的反磁性作用。在此基礎上，初步研究了其在水相鋰電中的應用。實驗結果證明，電池有著較高的首次放電比容量，電池的循環(huán)穩(wěn)定

3、性非常好。提出晶體結構中層內(nèi)VO6八面體都是通過共邊連接，層中沒有孔道以及所合成產(chǎn)物高的結晶性具有較高的穩(wěn)固性，使得電極材料能夠保持較為穩(wěn)定的電化學循環(huán)性能。
　　其次，論文選取了同為層狀結構的非計量比鉍氧基化合物Bi2O2.33為研究目標，進一步探討層狀結構物質的性質與結構之間的關系。首次通過化學方法制備了純相Bi2O2.33納米花。系統(tǒng)研究了純相Bi2O2.33納米花的合成條件，找出了純相難以合成的原因，即必須嚴格控制體系的還

4、原氣氛。首次報道該種物質的室溫鐵磁性。提出室溫鐵磁性的起源于因電荷平衡而出現(xiàn)的Bi2+離子所含有單電子，而晶體結構中中存在Bi-Bi長鏈為未成對電子的耦合提供了可能，指出這種現(xiàn)象類似于稀磁半導體，認為所獲得的具有室溫鐵磁性的層狀非計量比化合物是一個新的稀磁半導體，有望在電磁學領域得到應用。
　　最后論文關注了層狀化合物的新存在形式:原子級超薄二維納米片。論文選取了具有典型的層狀結構的三元化合物釩酸鈣(CaV4O9)，在充分研究了其