二氧化钒和三氧化二钒研究进展

钒钒:元素符号V，银白色金属，在元素周期表中属VB族，原子序数23，原子量50.9414，体心立方晶体,常见化合价为+5、+4、+3、+2。

钒的熔点很高，常与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。

有延展性，质坚硬，无磁性。

具有耐盐酸和硫酸的本领，并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。

于空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

钒能分别以二、三、四、五价于氧结合，形成四种氧化物，一氧化钒（VO ）三氧化二钒(v2o₃)，二氧化钒，五氧化二钒三氧化二钒灰黑色结晶或粉末。

不溶于水，溶于硝酸、氢氟酸、热水。

在空气中慢慢吸收氧而转变为四氧化二钒。

在空气中加热猛烈燃烧。

在空气中慢慢吸收氧而转变为四氧化二钒。

在空气中加热猛烈燃烧。

为强还原剂制备:1、由氢、碳或一氧化碳还原五氧化二钒制得，或在1750℃下热分解五氧化二钒、在隔绝空气下煅烧钒酸铵制得。

[3]2、、将由偏钒酸铵热分解生成的无定形五氧化二钒在纯化的氢气流中，于600℃下还原2h(V2O5的熔点为690℃，温度不能超过此熔点)，再在900℃下继续还原5~6h。

将生成物的一部分用碱熔融之后溶解于稀硫酸中，用过氧化氢进行氧化还原滴定，就可以知道得到的产品为VO1.506。

将此产品再在1250℃还原4h，则变为V2O3。

[4]3、、该发明公开了一种三氧化二钒的生产方法，是把一定粒度的钒酸铵或五氧化二钒连续地加入外热式容器中，在其容器中通入工业煤气。

通过外加热使容器内高温区达到500~650℃，使炉料通过此温度区域发生还原反应15~40分钟，使其分解还原为三氧化二钒。

冷却炉料至100℃以下出炉。

该方法的优点是大大降低了还原温度;缩短了还原时间;降低了生产的成本。

二氧化钒深蓝色晶体粉末，单斜晶系结构。

密度4.260 g/cm3。

熔点1545 ℃。

不溶于水，易溶于酸和碱中。

溶于酸时不能生成四价离子，而生成正二价的钒氧离子。

在干的氢气流中加热至赤热时被还原成三氧化二钒，也可被空气或硝酸氧化生成五氧化二钒，溶于碱中生成亚钒酸盐。

高考化学工艺流程中的新宠---钒一、认识钒及其化合物钒在周期表中位于第4周期、VB族，属于过渡金属元素，呈浅银灰色，有良好的可塑性和可锻性。

钒具有很高的熔点，用作合金的添加剂。

钒对稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸保持相对稳定。

但在硝酸、氟氢酸中溶解。

常见的钒氧化物为＋2、＋3、＋4、＋5价的氧化物：VO、V2O3、VO2、V2O5，钒的氧化物从低价（二价）到高价（五价），系强还原剂到强氧化剂，其水溶液由强碱性逐渐变成弱酸性。

低价氧化钒不溶于水，但遇强酸会形成强酸盐如VCl2、VSO4；如遇强碱则形成V(OH)2，V(OH)2水解会放出H2。

1.五氧化二钒V2O5，是钒氧化物中最重要的，也是最常用钒化工制品。

工业上首先是制取NH4VO3，然后加热至500℃，即可制得V2O5。

其反应如下：2NH4VO3→2NH3＋H2O＋V2O5；另一个方法是用VOCl3水解，反应如下：2VOCl3＋3H2O＝V2O5＋6HCl；在700～1125℃，V2O5存在下列可逆反应：V2O5＝V2O5－x＋(x/2)O2V2O5是两性化合物，但其碱性弱，酸性强，易溶于碱性构成钒酸盐，强酸也能溶解V2O5。

在酸、碱溶液中，生成物的形态取决于溶液的钒浓度和pH值，当溶液处于强碱性，pH值大于13，则会以VO43－存在，V2O5 + 6OH- == 2VO43- + 3H2O；若处于强酸性溶液中（pH值小于3），则主要以VO2+存在，V2O5 + 2H+== 2VO2+ + H2O；如果处在中间pH值的状态，则会以下列配合物存在：VO3－、HVO42－、V3O93－、V4O124－、V10O286－、V2O74－；V2O5有氧化性：和盐酸反应，生成VOCl2，放出Cl2，V2O5 + 6HCl == 2VOCl2 + Cl2↑+ 3H2；.在强酸中，V(Ⅴ)以VO3+、VO2+形式存在，VO2+具有较强的氧化性，易被SO32-还原为VO2+:2VO2++SO32-=2VO2++SO42-+H2O2．二氧化钒与四氧化二钒四价钒在空气中被缓慢氧化，加热则快速被氧化；四价钒的氧化物也是两性物质，在热酸中溶解形成稳定的VO2＋，例如与硫酸形成VOSO4；在碱性溶液中则形成次钒酸盐HV2O5－。

钒为本词条添加义项名钒钒钒5基本构成四氯化钒等卤化钒类。

钒6.1应用范围应用领域占总量比例（%）主要用途使用产品钒钒6.2钒电池6.3应用优点一、电堆作为发生反应的场所与存放电解液的储罐分开，从根本上克服了传统电池的自放电现象。

功率只取决于电堆大小，容量只取决于电解液储量和浓度，设计非常灵活；当功率一定时，要增加储能容量，只需要增大电解液储罐容积或提高电解液体积或浓度即可，而不需改变电堆大小；可通过更换或添加充电状态的电解液实现“瞬间充电”的目的。

可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站，适应性很强。

二、充、放电性能好，可以进行大功率的充电和放电，也可以允许浮充和深度放电。

对铅酸蓄电池来说，放电电流越大，电池的寿命越短；放电深度越深，电池的寿命也越短。

而钒电池放电深度即使达到10 0%，也不会对电池造成影响。

而且钒电池不易发生短路，这就避免了因短路而引起的爆炸等安全问题。

三、可充放电次数极大，理论上寿命是无数次。

充放电时间比为1：1，而铅酸电池是4：1。

而且钒电池充、放切换响应速度快，小于20毫秒，非常有利于均衡供电。

四、能量效率高，直流对直流能量效率可以达到80%以上，而铅酸电池只有60%左右。

钒电池组中的各个单位电池状态基本一致，维护简单方便。

五、选址自由度大，占地少，系统可全自动封闭运行，不会产生酸雾，没有酸腐蚀。

电解液可反复利用，无排放，维护简单，操作成本低。

是一种绿色环保储能技术。

因此对于可再生能源发电，钒电池是铅酸电池理想的替代品。

6.4钒电池优点与其它化学电源相比，钒电池具有明显的优越性，主要优点如下：1．功率大：通过增加单片电池的数量和电极面积，即可增加钒电池的功率，目前美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6兆瓦。

2．容量大：通过任意增加电解液的体积，即可任意增加钒电池的电量，可达吉瓦时以上；通过提高电解液的浓度，即可成倍增加钒电池的电量。

3．效率高：由于钒电池的电极催化活性高，且正、负极活性物质分别存储在正、负极电解液储槽中，避免了正、负极活性物质的自放电消耗，钒电池的充放电能量转换效率高达7 5%以上，远高于铅酸电池的45%。

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，太赫兹波（THz）技术在众多领域如通信、医疗、安全检查等中扮演着越来越重要的角色。

而超材料吸收器作为太赫兹波技术的关键组件，其性能的优化与提升一直是科研领域的热点。

近年来，基于石墨烯和二氧化钒（VO2）的可调谐超材料吸收器因其在频率选择、可调谐性等方面的优异性能而备受关注。

本文旨在研究并分析基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的性能与特点。

二、石墨烯与二氧化钒的基本性质1. 石墨烯：石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有优异的电学、热学和力学性能。

在太赫兹波段，石墨烯的电导率可以通过外部电场或化学掺杂进行调控，从而实现对太赫兹波的吸收和透射的调节。

2. 二氧化钒（VO2）：VO2是一种典型的相变材料，在特定温度下会发生金属-绝缘体相变。

在太赫兹波段，VO2的介电常数会随着相变发生显著变化，从而改变其对太赫兹波的吸收特性。

三、太赫兹可调谐超材料吸收器的设计原理基于上述两种材料的独特性质，本文设计的太赫兹可调谐超材料吸收器由石墨烯和VO2构成。

通过调整石墨烯的电导率和VO2的介电常数，实现对太赫兹波的吸收峰的频率和强度的调节。

此外，通过设计特定的超材料结构（如周期性阵列、开口环等），可以进一步增强太赫兹波与吸收器的相互作用，提高吸收效率。

四、实验设计与结果分析1. 实验设计：本文采用微纳加工技术制备了基于石墨烯和VO2的太赫兹可调谐超材料吸收器。

首先，在基底上制备VO2薄膜，然后在其上制备石墨烯薄膜，并设计特定的超材料结构。

通过改变石墨烯的掺杂程度和VO2的相变状态，实现对太赫兹波的吸收特性的调节。

2. 结果分析：实验结果表明，基于石墨烯和VO2的太赫兹可调谐超材料吸收器在太赫兹波段具有优异的吸收性能。

通过调整石墨烯的电导率和VO2的介电常数，可以实现太赫兹吸收峰的频率和强度的连续可调。

此外，该吸收器还具有较高的稳定性和可重复性，适用于多种应用场景。

锂离子电池中金属氧化物负极的研究进展锂离子电池是一种高效率、低耗能的充电电池，其采用的是锂硫化物为正极和金属氧化物为负极的设计。

而锂离子电池中金属氧化物负极是至关重要的部分，它直接影响到整个电池的性能和使用寿命。

本文就探讨一下关于锂离子电池中金属氧化物负极的研究进展。

一、金属氧化物负极的基本情况金属氧化物负极起到阴离子扩散的作用，是锂离子电池的重要组成部分。

锂离子在电池内部传递的过程中经过负极，通过在负极上嵌入和脱嵌等过程完成电极的充放电。

金属氧化物负极通常包括二氧化钛（TiO2）、氧化钒（V2O5）、氧化铁（Fe2O3）、氧化锰（Mn2O3）等。

其中，二氧化钛是电化学性能最佳的金属氧化物，可以作为锂离子电池的理想负极材料。

但是，由于其电极电位较高，充放电容量较低，不能满足大规模的商业应用需求。

二、金属氧化物负极的研究进展1、掺杂改性为了提高金属氧化物负极材料的性能，研究人员开始探索掺杂改性的方法。

例如，将氧化钒材料中的钒原子部分替换为其他过渡金属元素，如铜、铁、锰等，可以显著增加其电容量和导电率，提高其充放电性能。

此外，还有些研究者对金属氧化物进行了复合掺杂改性，或是对其进行表面改性等，均有一定的成功经验。

2、纳米结构材料纳米材料具有着很好的性质，其能够提高材料的表面积，增大材料的活性位点数量，从而达到提高其电容量的目的。

研究人员利用纳米材料制备了锂离子电池中的金属氧化物负极材料，并取得了一定的成功。

例如，利用溶剂热法制备的纳米二氧化钛材料，其比表面积可以达到200平方米/克以上，具有良好的电化学性能和稳定性。

3、异质结构材料利用一个物质与另一个物质组成异质结构，可以有效提高材料的电化学性能。

由于异质结构的特殊性质，可以在负极材料中形成保护膜层，从而增加其充放电容量和稳定性。

例如，将二氧化钛与碳或钛酸锶（SrTiO3）等材料制备成复合材料，可以有效提高其性能。

4、新型金属氧化物为了提高锂离子电池中金属氧化物负极的性能，研究人员还在探索新型金属氧化物负极材料。

钒如何提炼的原理钒的提炼是指将钒化合物从矿石中分离出来，使其成为纯净的钒金属。

钒的提炼过程主要包括矿石选矿、钒化合物的还原与提纯等步骤。

下面我将详细介绍钒的提炼原理。

首先，矿石选矿是钒提炼的第一步。

矿石选矿是通过重力分离和浮选等方法将含有钒的矿石从其他无价值的岩石中分离出来。

常见的含钒矿石主要有钒钛磁铁矿、伊利石矿以及含钒钒酸钙矿等。

通过矿石选矿，可以提高钒的含量和浓度，为后续的提炼工艺提供了较好的原料。

钒的提炼主要是通过还原钒化合物来获得纯净的钒金属。

常见的还原剂有焦炭、石灰石以及钠等。

其中，焦炭是最常用的还原剂。

原理是利用焦炭在高温下与钒矿石中的氧化钒反应，生成CO和CO2气体，使钒氧化物从固态转变为气体形式，从而实现钒的分离。

接下来，是对钒气体的处理与提纯。

一种常用的方法是采用冷却浓缩法。

这是通过将钒气体冷却至足够低的温度，使其凝结成液体。

此时，液态的钒气体可以与液体中的杂质分离，达到提纯的效果。

进一步的提纯可以通过电解法或浸出法来实现，以去除残留的杂质，使钒金属达到较高的纯度要求。

另外，值得注意的是，钒的提炼还会受到矿石性质的影响。

比如，钒钛磁铁矿中的钒主要以三氧化二钒（V2O3）的形式存在，而伊利石矿则主要以五氧化二钒（V2O5）的形式存在。

因此，不同的矿石需要采用不同的提炼方法和工艺，以获得最佳的提炼效果。

总结起来，钒的提炼原理是通过矿石选矿、还原和提纯等步骤，将钒化合物从矿石中分离出来，获得纯净的钒金属。

矿石选矿能够提高钒的含量和浓度，还原过程通过还原剂将钒氧化物转变为气体形式分离钒元素，提纯过程通过冷却浓缩、电解或浸出等方法去除杂质，使钒金属达到较高的纯度要求。

不同的矿石需要采用不同的提炼方法和工艺，以获得最佳的提炼效果。

这些步骤和方法的应用和改进，使得钒的提炼过程更加高效和经济。

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，超材料在电磁波谱的各个波段都展现出其独特的性能和应用潜力。

在太赫兹（THz）波段，超材料吸收器由于具有高性能、小型化和集成化等特点，已经广泛应用于各类安全检查、医学成像、能量传输和感知系统中。

本篇论文介绍一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，其独特的性质和潜在的应用前景将得到详细阐述。

二、石墨烯和二氧化钒的特性和应用1. 石墨烯石墨烯是一种二维原子晶体，其优异的导电性能和极高的光学对比度使其成为纳米光子器件的重要材料。

在太赫兹波段，石墨烯的电导率可以通过外部电场进行动态调控，从而实现对太赫兹波的吸收和反射的调控。

2. 二氧化钒（VO2）二氧化钒是一种典型的相变材料，其在一定温度下会从绝缘体变为金属，这种相变过程伴随着显著的电导率和光学性质的变化。

在太赫兹超材料吸收器中，二氧化钒的这种特性可以用于实现吸收器的动态可调谐性。

三、基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的设计本论文所设计的太赫兹可调谐超材料吸收器，以石墨烯和二氧化钒为主要材料，通过特定的结构设计，实现了对太赫兹波的吸收和反射的动态调控。

具体设计如下：1. 结构设计吸收器由多个周期性的亚波长结构组成，这些结构包含印有石墨烯的金属片，以及金属片上方的二氧化钒薄膜。

通过调整石墨烯和二氧化钒的厚度、金属片的形状和大小等参数，可以实现对太赫兹波的吸收和反射的精确调控。

2. 工作原理在无外加电场的情况下，二氧化钒处于绝缘态，对太赫兹波的吸收较小。

当外加电场作用于石墨烯时，石墨烯的电导率发生变化，从而改变对太赫兹波的吸收和反射。

同时，随着温度的变化，二氧化钒从绝缘态变为金属态，其电导率和光学性质也会发生变化，从而影响对太赫兹波的吸收。

通过同时调整石墨烯和二氧化钒的状态，可以实现太赫兹波的吸收和反射的动态调控。

四、实验结果与讨论通过实验验证了本论文所设计的太赫兹可调谐超材料吸收器的性能。

氧化钒熔点1. 引言氧化钒（Vanadium Oxide）是一种重要的无机化合物，由钒和氧元素组成。

它具有广泛的应用领域，包括电子器件、催化剂、能源存储等。

在研究和应用中，了解氧化钒的熔点是至关重要的。

本文将详细介绍氧化钒的熔点特性及其相关知识。

2. 氧化钒的结构与性质氧化钒存在多种晶体结构，其中最常见的是三种：V2O3（三氧化二钒）、VO2（二氧化一钒）和V2O5（五氧化二钒）。

•V2O3具有正交晶系结构，呈现出金属-绝缘体相变特性。

•VO2则具有金属-绝缘体相变以及自旋极化等特性，在纳米尺度上展现出许多有趣的物理现象。

•V2O5为典型的过渡金属氧酸盐，具有多样的结构和催化活性。

3. 氧化钒熔点在三种常见的氧化钒中，其熔点各不相同。

•V2O3的熔点约为1970°C。

•VO2的熔点约为341°C。

•V2O5的熔点约为690°C。

可以看出，三种氧化钒的熔点存在较大差异，这与它们的晶体结构和化学性质密切相关。

4. 影响氧化钒熔点的因素氧化钒的熔点受多种因素影响，主要包括晶体结构、晶格参数、物质纯度等。

4.1 晶体结构不同晶体结构对应着不同的键合方式和原子排列方式，从而影响了氧化钒分子之间相互作用的强弱。

因此，不同晶体结构下的氧化钒具有不同的熔点。

4.2 晶格参数晶格参数是描述晶体内部原子位置和间距关系的物理量。

对于氧化钒来说，晶格参数直接影响着分子之间相互作用力大小，进而影响其熔点。

例如，在VO2中，当温度升高导致晶格参数发生变化时，会触发金属-绝缘体相变，使其熔点发生改变。

4.3 物质纯度物质纯度是指样品中所含杂质的含量。

杂质的存在会干扰氧化钒分子之间的相互作用，从而影响其熔点。

因此，高纯度的氧化钒样品通常具有更准确的熔点。

5. 氧化钒熔点的应用了解氧化钒的熔点对于其在各个领域中的应用具有重要意义。

5.1 电子器件氧化钒作为一种半导体材料，其独特的金属-绝缘体相变特性使其在电子器件中具有广泛应用。