高分子辅助沉积法制备钨掺杂的二氧化钒薄膜

利用高分子辅助沉积法(PAD)制备出钨掺杂二氧化钒(VO_2)薄膜。采用X射线衍射、光电子能谱、扫描电子显微镜、Raman光谱等表征技术对不同含量钨掺杂的VO_2薄膜性能进行了研究。结果表明:利用PAD方法制备的VO_2薄膜质量较好,且钨离子掺杂成功。同时Raman光谱显示,钨掺杂1.0%(摩尔分数)的薄膜在相变过程中出现M2相。电学测试结果显示,钨掺杂的VO_2薄膜相变温度大幅下降,每掺杂0.3%(摩尔分数)的钨离子,相变温度下降10℃,且随着钨掺量的增加,VO_2薄膜的热滞回线宽度减小。     

籽晶层辅助的高性能VO_2薄膜的低温制备

采用磁控溅射法,以VO_2为溅射靶材在硅和石英基底上制备出纯VO_2晶相(B相和M相)薄膜。借助衬底上籽晶层的辅助,将VO_2薄膜沉积过程中同时进行的成核与生长过程分离成2个独立的阶段,通过籽晶层辅助生长可有效地降低了VO_2薄膜的制备温度,在低至350℃仍可制备出热敏性能较好的VO_2(B相)薄膜,并且在325℃制备了具有一定结晶度的VO_2薄膜;进一步延长了低温籽晶层辅助的VO_2薄膜的退火时间,薄膜逐渐向M相转变,可期望实现智能窗和光控开关器件中的良好应用。     

热处理V膜制备VO_(2)薄膜的结构和光电性能EI北大核心CSCD

先用磁控溅射法在石英玻璃基片上制备了金属V膜,然后经过真空退火处理被转变为VO_(2)薄膜。研究了退火温度对VO_(2)薄膜表面形貌、晶体结构、光学性能和电学性能的影响。结果表明:随着退火温度由300℃增加到450℃,VO_(2)薄膜的结晶度明显增加。退火温度在400℃和450℃制备的样品是高纯M相单斜结构,晶粒发育较好,晶界清晰。不同温度退火的样品的表面V元素包含由4+和5+态,5+态的出现是由于表面V元素受环境中氧化导致。虽然退火温度的改变对VO_(2)薄膜的可见光透过率无明显影响,但是可以改善对太阳光的调节效率。VO_(2)薄膜半导体-金属相变温度和半导体相的电阻随热处理温度增加而增加,在400℃和450℃退火样品电阻相变前后的变化幅度可达2个数量级,450℃退火制备样品的滞后宽度和半导体金属相变临界温度分别为14.6℃和61.0℃。     

掺钨VO_2纳米粉体的制备及其热致相变特能的研究

以偏钒酸铵(NH_4VO_3)和偏钨酸铵((NH_4)_6H_2W_(12)O_(40).XH_2O)为分别为钒源和掺杂剂,采用水热法进行掺杂钨(W)离子的二氧化钒(VO_2)粉体的制备,在通有氩气气氛的管式炉中600℃热处理6 h后得到纯净的掺杂W二氧化钒粉体,通过XRD、SEM及XPS分析所制备的掺钨二氧化钒的晶体结构、表面形貌以及组分价态的变化。利用DSC及FTIR检测其相变温度点以及相变前后的红外透过率。结果表明:制备出的掺杂W的VO_2粉末为M型纳米片状粉体,钨元素以W~(6+)形式掺入VO_2晶体,取代晶格中部分V原子。随着W离子的摩尔比的增加,VO_2的相变点明显下降,当掺量为2%时,其相变点降低为43℃,相变前后的红外透过率也发生了显著地下降,最大下降量达到40%。     

二氧化钒及其掺W粉末的制备及表征

二氧化钒(VO2)是一种热敏材料,在341 K可以发生从半导体单斜晶相VO2(M)到金属导体相VO2(R)的可逆转变,这种相变伴随着VO2的电、磁和光学性质发生突变,由于其相变的特性,使VO2被广泛应用。文章采用水淬-水热法,制备了VO2(B)粉体及其W掺杂粉体,经过热处理VO2(B)可以转变为具有相变特性的VO2(M),利用SEM、XRD、DSC等手段对VO2(B)和VO2(M)及其W掺杂粉体进行了表征。     

二氧化钒纳米粉体与聚乙烯吡咯烷酮的复合涂层在智能窗户上的应用

本文以偏钒酸铵为钒源,盐酸肼为还原剂,采用一步水热法制备M相二氧化钒粉体,并将其加入到聚合物聚乙烯吡咯烷酮制备智能控温涂层。运用X-射线电子衍射仪(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)、差示扫描量仪(DSC)、X射线能谱仪等研究了钒源和盐酸肼的配比,水热反应温度,对M相VO_2粉体形成及结晶性的影响。并将粉体加入到聚乙烯吡咯烷酮分散基质制备智能控温相变薄膜。结果表明:不同物料配比会制备出不同的钒氧化合物,其中n(N_2H_4·HCl):n(NH4_VO_3)=3:8时,制备的M相VO_2纯度较高;水热温度为270℃,粉体的结晶性能较好,SEM图谱显示呈现为球状,增长水热时间有利于M相二氧化钒的生成,制备的薄膜智能调控能力为11.5%,同时使可见光透过率为60%。     

热处理V膜制备VO_2薄膜的结构和光电性能

先用磁控溅射法在石英玻璃基片上制备了金属V膜,然后经过真空退火处理被转变为VO_2薄膜。研究了退火温度对VO_2薄膜表面形貌、晶体结构、光学性能和电学性能的影响。结果表明:随着退火温度由300℃增加到450℃,VO_2薄膜的结晶度明显增加。退火温度在400℃和450℃制备的样品是高纯M相单斜结构,晶粒发育较好,晶界清晰。不同温度退火的样品的表面V元素包含由4+和5+态,5+态的出现是由于表面V元素受环境中氧化导致。虽然退火温度的改变对VO_2薄膜的可见光透过率无明显影响,但是可以改善对太阳光的调节效率。VO_2薄膜半导体-金属相变温度和半导体相的电阻随热处理温度增加而增加,在400℃和450℃退火样品电阻相变前后的变化幅度可达2个数量级,450℃退火制备样品的滞后宽度和半导体金属相变临界温度分别为14.6℃和61.0℃。     

VO_2-WO_3复合薄膜的制备及其热致变色-电致变色性能研究

智能玻璃是目前建筑节能重点研究方向。本研究将自制氧化钒纳米粉体均匀分散到钨溶胶体系,取上清液旋涂于ITO基板,经干燥、退火后制得VO_2(M)-非晶WO_3复合薄膜。实验结果表明,所制备的VO_2(M)-非晶WO_3复合薄膜兼具热致变色和电致变色性能,通电后薄膜表现典型的电致变色特征,可见光和近红外光透过率明显下降。退火过程中,部分W掺杂到VO_2中,使薄膜的热致相变温度降低10°C左右。复合薄膜在双响应条件下,其可见光透过率为32.6%、调控效率为18.8%。     

多层级花状W掺杂BiVO_4的水热法制备与光催化性能

以Bi(NO_3)_3、Na_3VO_4、Na_2WO_4为原料,以SDS为结构导向剂,采用水热法制备了W掺杂BiVO_4。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM以及紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)对样品进行结构、形貌及光吸收性能分析。结果表明:W掺杂单斜相BiVO_4具有由纳米片组装而成的多层级花状结构,这种结构具有较大的比表面积,可增加样品对光的吸收。SDS在BiVO_4(100)晶面的选择性吸附是花状结构形成的关键原因。W掺杂能有效提高BiVO_4的光催化活性,当W掺杂浓度为2.5%时,样品对MB的光催化活性最高。这是因为当适量的W离子进入BiVO_4晶格并实现V位替代后,导致BiVO_4发生晶格畸变,增大了BiVO_4内电势,并在BiVO_4的禁带内引入了施主能级,促进了BiVO_4光生电子与空穴的分离,提高了BiVO_4的量子效率。     

水热法制备Al/Co共掺杂VO2(B)正极材料及其电化学性能

采用水热法,以V_2O_5、C_(12)H_(22)O_(11)、Co(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O为原料,分别合成了纯相VO_2(B)和Al/Co共掺杂VO_2(B)。X射线衍射分析结果显示,掺杂后样品的衍射峰强度变低、峰形变宽、结晶性下降。扫描电子显微镜照片显示,掺杂后样品的形貌发生明显变化,由长棒状(纯相)变为短棒状与片状均匀混合的形貌。电化学性能测试结果显示首次放电比容量和循环性能都大幅度提高。样品A1(摩尔比n(Al):n(Co):n(V)=12:6:100)首次放电比容量为301 mA·h/g,比未掺杂样品(216 mA·h/g)高85 mA·h/g;样品A2(摩尔比n(Al):n(Co):n(V)=12:12:100)首次放电比容量为285 mA·h/g,比未掺杂样品高69 mA·h/g,并且掺杂样品经过100次充放电循环后容量保持率都比未掺杂样品高。