[发明专利]一种VO2

说明书

本发明公开了一种VO₂(M)‑CoFe₂O₄复合材料及其制备方法，该复合材料的组成成分包括单斜相VO₂和尖晶石结构的CoFe₂O₄的形式，并且所述单斜相VO₂和所述尖晶石结构的CoFe₂O₄均是颗粒尺寸为30～90nm的纳米球。其制备方法是将CoFe₂O₄、五氧化二钒、双氧水、聚乙烯吡咯烷酮溶解到去离子水中制得反应前驱体溶液；然后将反应前驱体溶液加热至180～250℃，保温1～4天，冷却至室温后进行固液分离、清洗和干燥，再置于真空退火炉中进行煅烧即可。本发明不仅制备方法简单、成本低廉，而且能够实现较低的相变温度，并同时获得高于40％的可见光透过率和大于10％的太阳能调控幅度。

技术领域

本发明涉及二氧化钒复合纳米材料领域，尤其涉及一种VO₂(M)-CoFe₂O₄复合材料及其制备方法。

背景技术

二氧化钒(VO₂)常见的晶体结构有六种：VO₂(R)、VO₂(M)、VO₂(T)、VO₂(A)、VO₂(B) 和VO₂(C)。金红石型VO₂(R)是热力学稳定的结构，空间群为P4/mmm。亚稳态的VO₂(B) 为层状结构。VO₂(T)为三斜晶系。VO₂(M)为单斜晶系，空间群为P21/c，其晶格常数为β＝122.60°。原子坐标为V＝(0.242 0.975 0.025)，O1＝(0.1 0.21 0.20)，O2＝(0.39 0.69 0.29)。

单斜相二氧化钒(VO₂)是一种典型的热致相变材料。传统的VO₂材料升高到68℃左右会发生从绝缘体到金属的相变，这种相变时间很短，接近纳秒量级，并且相变前后的电阻率、红外光透过率等参数均会发生显著的变化，这一特性让VO₂在“智能窗”(智能窗是一种由玻璃或透明塑料等基材和调光材料所组成的调光功能器件，在一定的物理条件 (如电场、温度)下这种器件可以改变自身的透明度或颜色，从而选择性地吸收和反射外界热辐射和阻止内部热扩散，达到调节光强度或室内温度的目的)上的应用成为一种可能。但目前将VO₂实际应用到“智能窗”中至少还存在以下困难：①如何低成本地合成单斜相 VO₂；②如何将相变温度控制在接近室温；③如何同时获得高于40％的可见光透过率和大于10％的太阳能调控幅度。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种VO₂(M)-CoFe₂O₄复合材料及其制备方法，不仅制备方法简单、成本低廉、成分可调、易于实现规模化生产，而且能够降低相变温度，在不显著降低太阳能调控幅度的情况下大幅提升可见光透过率，从而能够实现较低的相变温度，同时获得高于40％的可见光透过率和大于10％的太阳能调控幅度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种VO₂(M)-CoFe₂O₄复合材料，其组成成分包括单斜相VO₂和尖晶石结构的CoFe₂O₄，并且所述单斜相VO₂和所述尖晶石结构的CoFe₂O₄均是颗粒尺寸为30～90nm 的纳米球。

优选地，所述单斜相VO₂和所述尖晶石结构的CoFe₂O₄均是颗粒平均尺寸为70nm的纳米球。