二氧化钒粉体的表面改性机理及其应用

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1、姓名：谭慧学号：1461020004班级：14级材料工程二氧化钒粉体的表面改性机理及其应用摘要二氧化钒(V02)具有优异的半导体金属相变特性，具有良好的应用前景。由于二氧化钒纳米粉体的表而效应，它们常易团聚，使得它在应用中受到很大的局限性，这就需要对纳米二氧化钒粉体进行表而改性。综述了对纳米二氧化钒粉体进行改性处理的方法，介绍了二氧化钒的应用研宄新进展，并展望了二氧化钒涂层在智能窗方而的应用中遇到的问题和应用新方向。关键词二氧化钒改性涂层RecentProgressinModifiedandApplicationofVanadiumDioxide

2、Abstractvanadiumdioxide(V02)hasexcellentcharacteristicsofscmiconductor-mctalphasetransition，hasgoodprospects.Duetosurfaceeffectsofvanadiumdioxidenanopowders,theyarcofteneasytoreunite,makingitsapplicationsubjecttosignificantlimitations,whichrequiressurfacemodificationofnanomet

3、erpowdersofvanadiumoxide-ReviewonnanometermodifiedVanadiumOxidetreatmentmethods,introducedtheappliedresearchprogressofvanadiumdioxideanclprospectofvanadiumdioxidecoatingapplicationsinsmartWindowsencounteredproblemandapplicationofnewdirections.KeywordsV02modifiedcoating0引言自从19

4、59年Morinu］第一次发现二氧化钒(V02)具有连号良好的金属半导体相变(MIT)特性以来，二氧化钒的这种相变及其相变伴随的光学和电化学性质的突变［2］成为了人们关注的热点。二氧化钒是一种相变温度为68(1C左右的热致相变材料。在温度高于68°C时，V02转变为R相金红石结构，表现出金属特性;在温度低于68°C时，将转变为M相单斜晶系结构，表现出半导体的特性。在二氧化钒相变的同时，V02的电阻率、透过率和磁化率等都会发生明显的改变。特别是它的电阻率变化可以达到4、5g个数量级＞1］。此外，二氧化钒的相变温度可以通过掺杂来调掠［59］。由于二氧

5、化钒具有这些优异的特性，使得它在智能窗、光储存、太赫兹超材料以及锂电池电极等方而都有很广泛的应用。1二氧化钒的改性近年来，人们对于二氧化钒薄膜制备技术和应用的研宄都已经比较成熟。张华［1°］介绍了二氧化钒薄膜的常用制备方法并针对A前二氧化钒薄膜存在的问题做了一定的展望。直接将二氧化钒粉体应用在涂料中，既可以提高涂层的透光性，又易于携带和储存，可以使得它的应用更为广泛。然而，所制备的二氧化钒粉体往往为纳米颗粒，它具备比较高的比表面自由能和比表面积［lhl2］，处于不稳定状态，使得纳米颗粒极易发生团聚。如果不及时对它进行分数处理，则团聚的粉体就不能完

6、全保持其特异性能，从而极大地影响纳米粒子的性能优势。二氧化钒是不溶于水和有机溶剂的无极金属氧化物，要把二氧化钒充分地分散在水性或汕性涂料中，保证粉体粒子在液相中长期稳定，防止重新团聚，需要对其进行改性来是实现它在树脂基体屮的分散性和稳定性。根据改性方法不同，一般分为无极改性和有机改性。1.1无机改性1.1.1分散处理分散处理让纳米vo2均匀悬浮在水体系溶剂中的方法，操作工艺简单，生产周期短，可更好地应用在水性涂料中。1.1.2表面包覆表而包覆就是通过在粉体表而包覆一层或多层有机或无机材料，从而改变颗粒间的分散性以及颗粒表而活性，让纳米颗粒表而能够

7、获得新的物理、化学性能。同时，也可以改善纳米颗粒和其他物质之间的相容性。1.1.3金属离子改性金属离子改性二氧化钒的方法，操作过程、生产工艺简单易行，成本也较低，易于工业化大规模生产。1.2有机改性1.2.1硅烷偶联剂硅烷偶联剂，一般通式RSiX3,是一类分子屮含有有机官能团的硅烷分子。由于结构的特殊性，它既能与无机材料屮的羟基作用，同时也能和有机物屮的长分子链相互作用，使两种不同性质的材料偶联起来。因此，在选用偶联剂时要考虑R棊团跟材料的化学性质，这是使复合材料具有最好性能的重要因素。1.2.2表面修饰化学表面修饰改性方法是利用纳米粒子的表面基

8、团和修饰剂进行化学反应，从而改变纳米粒子的表面结构，达到改性分散稳定的目的。这种改性方法可控性好，以特殊的官能团改善其在聚合物中的稳定分