[发明专利]一种高含量钨掺杂的纳米VO2粉体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高含量钨掺杂的纳米二氧化钒粉体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（一）首次掺杂

①将V₂O₅加入去离子水调浆，再加入草酸水溶液调节pH值至5-7，微热（40-60℃）搅拌；

②向步骤①所获溶液中，加入浓盐酸，微沸，而后加入N₂H₄·2HCl的水溶液充分反应后得VOCl₂溶液；

③向步骤②所获溶液中通入二氧化碳驱氧，在继续通入二氧化碳的情况下，同时滴加NH₄HCO₃水溶液和Na₂WO₄水溶液；待溶液滴加完毕后，再静置0.5~24h；待晶体析出后真空抽滤，洗涤，得到首次掺杂的含钨前躯体中间产物；

（二）二次掺杂

（a）将所述首次掺杂的含钨前躯体中间产物、白钨酸、助剂混合均匀进行研磨，放入坩锅中；

（b）将步骤（a）中装有物料的坩锅放入马弗炉中升温至600-850℃，保温30-60min，得到熔融产物；

（c）将步骤（b）的熔融产物进行水淬，同时快速搅拌，得到溶胶，将该溶胶静止20-40分钟后再进行干燥得到掺杂干凝胶；

（d）将步骤（c）得到的掺杂干凝胶进行研磨后，于管式炉中还原气氛下500-700℃热还原1-3h，再在保护气体下保温7-10h后退火处理，得到高含量钨掺杂的纳米二氧化钒粉体。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：优选该高含量钨掺杂的纳米二氧化钒粉体分子式为V_1.960-1.975W_0.025-0.040O₂，优选其相变温度为7-48℃，其平均粒径优选100nm-500nm，更优选100nm-200nm。

3.根据权利要求1-2之一所述的制备方法，其特征在于：在步骤（一）①中，优选草酸水溶液的浓度为0.1-10g/mL，滴加速度为10-20mL/min；优选V₂O₅与去离子水的质量用量比为1：2-4；优选微热搅拌1-1.5小时。

4.根据权利要求1-3之一所述的制备方法，其特征在于：在步骤（一）②中，优选浓盐酸的加入量为100-300mL，并分3-5次加入；优选微沸时间为5-10min；优选N₂H₄·2HCl的水溶液的浓度为0.1-10g/mL，加入量为10-15毫升；更优选以0.5-1.0mL/min的滴加速度加入；优选将得到的VOCl₂溶液再用去离子水稀释至1-3mol/L。

5.根据权利要求1-4之一所述的制备方法，其特征在于：在步骤（一）③中优选二氧化碳驱氧的时间为10-30min；优选NH₄HCO₃水溶液的浓度为0.1-1.5 mol/L或Na₂WO₄水溶液的浓度为0.2-0.5mol/L；优选前述原料相对摩尔用量为V₂O₅：NH₄HCO₃：Na₂WO₄＝1：2-3：0.01-0.03；优选所述洗涤为依次用饱和NH₄HCO₃溶液、去离子水、无水乙醇和无水乙醚各洗涤3次。

6.根据权利要求1-5之一所述的制备方法，其特征在于：在步骤（二）（a）中，优选研磨时间为5-20分钟；优选白钨酸的摩尔用量以V₂O₅计为V₂O₅：白钨酸＝1：0.02-0.1；优选助剂可选自C_1-4的醇、水或其混合物，更优选助剂的质量用量以V₂O₅计为V₂O₅：助剂＝1：10-60。