專利名稱：一種胺化合反應(yīng)法制備不同形貌五氧化二釩微/納米晶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)功能材料的制備領(lǐng)域，涉及到一種胺化合反應(yīng)法制備不同形貌五
氧化二釩微/納米晶。
背景技術(shù)：
釩是一種典型的多價(jià)態(tài)過(guò)渡金屬元素，它可形成多種不同類型的釩氧化物，其中 五氧化二釩(V205)由于在電化學(xué)、有機(jī)催化、傳感器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而受到極大關(guān)注。研 究表明，V205晶體顆粒大小、形狀、組成、結(jié)構(gòu)、晶型等特性對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域和性能有非常重要 的影響。目前市售的V205粉體大多顆粒尺寸大且無(wú)規(guī)則形貌，限制其在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng) 用，如何控制合成具有特定形貌和尺寸的微/納來(lái)、05晶體已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。 制備v2o5晶體的主要方法有水熱合成法、蒸發(fā)沉積法和溶膠抓凝膠法等，但是由于儀器設(shè)
備昂貴、反應(yīng)條件苛刻、工藝條件復(fù)雜，還不能有效進(jìn)行大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)便的胺化合反應(yīng)法制備具有不同形貌的V205微/納米晶，該方
法可以制備出片層狀、棒狀及四方塊狀的v2o5微/納米晶，能夠滿足不同領(lǐng)域的需求。 本發(fā)明的技術(shù)方案是 該方法以有機(jī)胺和釩化合物為原料，按照一定比例加入到溶劑中，在一定溫度下 反應(yīng)0. 5h 2h，然后過(guò)濾獲得前驅(qū)體；制備片層狀或棒狀V205微/納米晶時(shí)需要將反應(yīng)前 驅(qū)體直接在反應(yīng)爐中焙燒處理，制備方塊狀V205微/納米晶時(shí)需要將前驅(qū)體一定水熱條件 下晶化后再焙燒處理。 制備時(shí)所用原料和溶劑的種類與配方比例、反應(yīng)溫度和時(shí)間、焙燒溫度和時(shí)間、水 熱溫度和時(shí)間如下釩化合物在^05粉體和釩酸銨中選取，可以是它們中的一種或二種的 混合物；有機(jī)胺從C4以下且含N個(gè)數(shù)少于4的脂肪胺、酰胺和有機(jī)銨鹽中任意選取其中一 種；溶劑在乙二醇、丙三醇、丁二醇、異丙醇中選取任意一種；釩化合物與有機(jī)胺的質(zhì)量比 在l : 0. 5 1 : 5范圍內(nèi)變化；反應(yīng)溫度為80-14(TC;反應(yīng)時(shí)間為0. 5h 2h;水熱處理 溫度為160 180°C ;水熱時(shí)間為12 24h ;焙燒溫度為500°C 65(TC，升溫速率為2 l(TC /min，焙燒恒溫時(shí)間為0. 5h 2. 5h。
具體制備工藝流程如下 步驟1.將釩化合物和有機(jī)胺按照上述比例加入到所述溶劑中，加熱反應(yīng)0. 5h 2h，然后將反應(yīng)產(chǎn)物真空抽濾即得到前驅(qū)體； 步驟2.將前驅(qū)體直接放入馬弗爐中加熱焙燒，加熱到一定溫度后恒溫一段時(shí)間， 之后自然冷卻即可以獲得片層狀或棒狀的V205微/納米晶；或?qū)⑶膀?qū)體放入聚四氟水熱反 應(yīng)釜晶化反應(yīng)一定時(shí)間后，自然冷卻至室溫，過(guò)濾得到固體，再將其放入馬弗爐中加熱焙燒 一段時(shí)間后，自然冷卻即可以獲得方塊狀V205微/納米晶。 本發(fā)明的效果和益處是制造成本低，產(chǎn)品性能好，綠色環(huán)保，操作簡(jiǎn)便，無(wú)需復(fù)雜的儀器設(shè)備，成本低廉且產(chǎn)量大；溶劑可以循環(huán)利用，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；制得的V205微/納米 晶尺寸形貌規(guī)則，產(chǎn)物的純度高。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。
實(shí)施例1 將5g有機(jī)胺和10g乙二醇放入250ml三口燒瓶中，置于油浴中加熱到120°C ，加 入lg市售的^05粉體，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?。反?yīng)lh后真空抽濾，將過(guò)濾出的反應(yīng)物倒 入100ml坩堝中，將此坩堝置于控溫馬弗爐中，以8°C /min升溫到620°C ，在空氣進(jìn)行焙燒， 20min后降溫到室溫取出，可得到V205產(chǎn)品。棒狀晶體，長(zhǎng)5 10 y m，寬幾百納米至1 y m。
實(shí)施例2 將5g有機(jī)胺和15g異丙醇放入250ml三口燒瓶中，置于油浴中加熱到13(TC，加 入lg偏釩酸銨(NH4V03)粉體，充分?jǐn)嚢枋够旌暇鶆?。反?yīng)2h后真空抽濾，將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至 100ml水熱釜中，加入75ml水，填充率為80%。然后放入180°C中進(jìn)行水熱反應(yīng)，保溫24h 后取出冷卻至室溫。將水熱產(chǎn)物真空抽濾。將過(guò)濾物裝入磁舟，置于控溫馬弗爐中，以5°C / min的速率升溫至55(TC，焙燒lh后后降溫到室溫取出，可得到V205產(chǎn)品。塊裝晶體，形貌 規(guī)則，長(zhǎng)寬均為2 ii m，高500nm 1 y m。
權(quán)利要求
一種胺化合反應(yīng)法制備不同形貌五氧化二釩微/納米晶，其特征在于釩化合物在五氧化二釩和釩酸銨中選取，是它們中的一種或二種的混合物；有機(jī)胺從C4以下且含N個(gè)數(shù)少于4的脂肪胺、酰胺和有機(jī)銨鹽中選取其中一種；溶劑在乙二醇、丙三醇、丁二醇、異丙醇中選取其中一種；具體步驟如下步驟1.將釩化合物和有機(jī)胺按質(zhì)量比1∶0.5～1∶5加入到溶劑中，反應(yīng)溫度為80-140℃，加熱反應(yīng)時(shí)間為0.5h～2h；然后將反應(yīng)產(chǎn)物真空抽濾即得到前驅(qū)體；步驟2.將前驅(qū)體直接放入馬弗爐中加熱焙燒，加熱升溫后后恒溫，之后自然冷卻即可以獲得片層狀或棒狀的五氧化二釩微/納米晶；或?qū)⑶膀?qū)體放入聚四氟水熱反應(yīng)釜晶化反應(yīng)后，自然冷卻至室溫，過(guò)濾得到固體，再將其放入馬弗爐中加熱焙燒，自然冷卻獲得方塊狀五氧化二釩微/納米晶；其中水熱處理溫度為160～180℃，水熱時(shí)間為12～24h；焙燒溫度為500℃～650℃，升溫速率為2～10℃/min，焙燒恒溫時(shí)間為0.5h～2.5h。
全文摘要
一種胺化合反應(yīng)法制備不同形貌五氧化二釩微/納米晶，屬于無(wú)機(jī)功能材料的制備領(lǐng)域。以有機(jī)胺和釩化合物為原料，按比例加入到溶劑中，在一定溫度下反應(yīng)0.5-2h，然后抽濾獲得前驅(qū)體。有機(jī)胺從C4以下且含N個(gè)數(shù)少于4的脂肪胺、酰胺和有機(jī)銨鹽中任意選取其中一種；溶劑在乙二醇、丙三醇、丁二醇，異丙醇中選取其中的一種；將前驅(qū)體在不同工藝條件下處理即可得到不同形貌的五氧化二釩微/納米晶。該方法整個(gè)制備過(guò)程工藝簡(jiǎn)單，原料易得，成本低廉且產(chǎn)量大；溶劑可以循環(huán)利用，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。更重要的是，使五氧化二釩微/納米晶的生成條件更加溫和，形貌容易控制。本發(fā)明制造成本低、產(chǎn)品性能好、綠色環(huán)保。
文檔編號(hào)B82B3/00GK101708865SQ200910309889
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者葉俊偉, 周莉, 寧桂玲, 宋鏘, 林 源, 貢衛(wèi)濤 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)