关于氧化钒特性研究汇总

1．钒A．物理性质钒是一种单晶金属，呈银灰色,具有体心立方晶格,曾发现在1550℃以及－28~－38℃时有多晶转变。

钒的力学性质与其纯度及生产方法密切相关。

O、H、N、C等杂质会使其性质变脆，少量则可提高其硬度及剪切力,但会降低其延展性。

钒的主要物理性质见表2－1钒的力学性质如表2－2所示。

p② c p＝a＋b T＋c T 2,式中，T为温度，K。

B．钒的化学性质由图2－1可见，钒在周期表中位于第4周期、VB族，属于过渡金属元素中的高熔点元素，包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re等10个元素。

它们的特点是：具有很高的熔点,例如钨的熔点是3180℃，钼的熔点是2610℃，它们主要是用作合金的添加剂，有些也可以单独使用,其中某些金属在高温下具有抗氧化性、高硬度、高耐磨性。

但这些金属的力学性质与其纯度和制备方法密切相关,少量的晶间杂质，会使其硬度和强度明显提高,但却使其延展性下降。

在原子结构方面,这些元素的外电子层具有相同的电子数，一般有两个电子（少数是一个电子）,而在次外电子层的电子数目则依次递增，其化学性质介于典型金属与弱典型金属之间,处于过渡状态,具有彼此相互接近的性质，其共同的特点是：图2－1 高熔点元素在周期表中的位置（1）这些元素外电子层的电子比较稳定，但较易失去次外电子层的电子,而形成不同价态的离子，例如钒可以形成－1、＋2、＋3、＋4、＋5的价态，而Ti则可以形成＋2、＋3、＋4的价态。

图2－2所示为钒原子核的结构图；图2－2 钒原子核的结构图（质子数P＝23，中子数N＝28）（2）这些元素按其顺序，次外电子层的电子数目依次增加，由于电子的静电引力作用，遂使原子的半径也渐趋缩小；（3)这些元素的水溶液，由于电子的转移作用形成的光谱,都会使其离子呈现颜色，只有少数例外；(4)这些元素会形成硼化物、碳化物、氮化物、氢化物，它们多数都具有金属性质，只有少数例外。

钒在空气中250℃以下是稳定的，呈浅银灰色,有良好的可塑性和可锻性。

溶胶-凝胶法制备氧化钒薄膜的结构及特性研究何琼;许向东;温粤江;蒋亚东;马春前;敖天宏;黄锐;孙自强【摘要】利用溶胶-凝胶法制备了氧化钒薄膜,在大气环境及400℃下、对产物进行不同时间的退火处理.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高阻仪、紫外-可见分光光度计和傅里叶红外光谱仪,对薄膜的形貌、晶态、电学和光学特性等进行了系统的分析.结果表明,退火时间明显地影响溶胶-凝胶法制备氧化钒薄膜的化学结构及光电性能:退火时间过短,薄膜中有机成分不能完全分解、并且结晶度低；退火1h 时,薄膜主要成分为V2 O5和VO2,此时薄膜电阻低、但光吸收性弱；退火2h以上,薄膜中的主要成分为V2O5,此时薄膜电阻变大、但光吸收性有所加强.研究了退火时间对溶胶-凝胶制备氧化钒薄膜的化学结构及光电特性的影响,揭示了相关的微观机理.%Vanadium oxide films were prepared by Sol-Gel at different annealing times in the atmospheric environment under 400℃. Their surface morphologies, valence states, electrical and optical properties were characterized by SEM, XRD, resistance meter, UV-Vis spectrometer and FTIR, respectively. Results reveal that the annealing time has great influence on the structures and properties of vanadium oxide films: the organics in the films cannot be decomposed completely under 0. 5 h; after 1 h, the films mainly consist of V2O5 and VO2 with low resistance and optical absorption; while after annealing for a long time (> 2 h), the major component of the films is V2 Os , and such materials exhibit high film resistance and large optical absorption. This paper indicates the effect of annealing time on the microstructures and optical properties of vanadiumoxide films, and reveals the growth mechanism of vanadium oxide films prepared by Sol-Gel.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2013(030)003【总页数】4页(P35-38)【关键词】氧化钒薄膜;溶胶-凝胶;退火【作者】何琼;许向东;温粤江;蒋亚东;马春前;敖天宏;黄锐;孙自强【作者单位】电子科技大学光电信息学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TB43;TN213进入21世纪以来，室温红外成像器件在军事和民用方面的需求越来越迫切，采用氧化钒制备的微测辐射热计非制冷焦平面阵列（UFPA）具有不需要调制器、容易实现阻抗匹配、室温工作和宽广的红外检测波段等优点，使得氧化钒薄膜成为当今最重要的非制冷红外成像敏感薄膜，相关研究越来越受到人们的重视［1］。

钒的性质及用途简介解析钒的性质及用途简介钒是一种神奇的金属，化合价有2+、3+ 和5+ ，金属单质钒很少，其主要形态有：VO（氧化钒），V2O3（三氧化二钒），V2O5（五氧化二钒），FeV（钒铁）及偏钒酸铵等，工业上使用最多的是V2O5和FeV，主要用于冶金的添加剂，增强钢铁的强度和韧性。

一、性质1、钒的性质钒（Vanadium），化学符号V，元素周期表中序数为23，原子量为50.94。

钒是银白色略带蓝色的金属，具有延展性；含有氧、氮、氢时则变脆、硬。

钒在较高的温度下与原子量较小的非金属形成稳定的化合物；在低温下有良好的耐腐蚀性。

钒进入合金后可增强合金的强度，降低热膨胀系数。

钒在地壳中的丰度约为0.02%，比铜、锌、镍、铬都高。

按地壳中元素丰度排列第13位。

可以说，在地壳中含有非常丰富的钒金属。

但钒金属有一个特点，很难形成独立的矿床，伴生性非常明显，因此在自然界非常分散，通常和其他金属伴生，如：钒钛磁铁矿。

因此，不太容易单独对钒金属进行开采和提炼，钒产品多作为冶金业的副产品生产。

2、五氧化二钒的性质五氧化二钒（V2O5）为褐色固体，有两种形态：粉状和片状，因在富氧和缺氧的加热条件下而得到不同的形态。

五氧化二钒有毒性。

在国际化学剧毒品名录中排名第43位。

其毒性主要是对呼吸道有刺激，引起鼻粘膜充血。

如果过多的吸入了粉状的五氧化二钒，有头昏、恶心等感觉，擤鼻涕时可能会带有血丝。

如果五氧化二钒中毒，离开了现场症状自然缓解，休息一两天一般自然恢复，不需治疗。

在国内没有对五氧化二钒毒性检测的规程，但中华人民共和国国标中也明确列示其为剧毒物质，生产过程需要在省级安监部门办理安全生产许可证。

3 、偏钒酸铵偏钒酸铵（NH4VO3）为白色结晶体，既是一种独立的产品，也是制造五氧化二钒的上一道工序的中间产品，其性质与五氧化二钒相似，其生产也需要办理安全生产许可证。

4 、钒铁的性质工业上使用的钒，主要是元素钒。

五氧化二钒（V2O5）中，钒的原子量仅占56%，其余为氧原子量。

二氧化钒相变材料二氧化钒是一种重要的相变材料，具有许多独特的性质和潜在的应用价值。

本文将从材料的基本特性、相变机制、应用前景等方面进行探讨。

一、二氧化钒的基本特性二氧化钒是一种黑色晶体，具有良好的导电性和磁性。

它的晶体结构属于金红石型结构，其中钒原子和氧原子以八面体的方式排列。

二氧化钒具有较高的熔点和热稳定性，同时还具有较高的硬度和抗腐蚀性。

二、二氧化钒的相变机制二氧化钒的相变主要涉及到其晶格结构的改变。

在低温下，二氧化钒具有单斜晶系结构，钒原子和氧原子呈现出一定的偏离。

当温度升高到一定程度时，二氧化钒会发生相变，晶格结构由单斜晶系变为正交晶系。

这种相变是伴随着原子间的重新排列和晶格的重新组织。

三、二氧化钒的应用前景由于二氧化钒具有多种特殊的性质，它在许多领域具有广阔的应用前景。

1.储能材料：二氧化钒作为一种具有高比能量和高功率密度的储能材料，可以应用于电池、超级电容器等领域。

其相变特性可以实现对储能过程的控制和调节，提高储能效率和循环寿命。

2.传感器：二氧化钒具有较高的电阻率和灵敏度，可用于制作传感器。

例如，利用二氧化钒的电阻随温度变化的特点，可以制作温度传感器；利用其磁性可制作磁传感器。

3.热敏材料：二氧化钒的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。

通过控制二氧化钒的相变温度和相变温度范围，可以实现对热敏电阻的调节，满足不同应用领域的需求。

4.光电材料：二氧化钒具有较高的光吸收能力和光电导率，可用于制作光电器件。

例如，可以将二氧化钒应用于太阳能电池、光电探测器等领域，提高光电转换效率和性能稳定性。

5.光催化材料：由于二氧化钒具有较高的光吸收能力和电子传导性能，可以用作光催化材料。

利用其相变特性，可以实现光催化反应的调控和增强，提高光催化材料的活性和稳定性。

二氧化钒作为一种重要的相变材料，具有许多独特的性质和潜在的应用价值。

通过研究和开发二氧化钒的相变机制和应用前景，可以为材料科学和工程领域的发展提供新的思路和方法。

氧化钒非制冷探测器吸收特性研究
杨君;杨春丽;袁俊;尹树东;李华英;白兰艳;马敏
【期刊名称】《红外技术》
【年(卷),期】2024(46)3
【摘要】随着氧化钒非制冷红外焦平面的像元尺寸的减小,导致探测器的吸收面积呈边长的二次方锐减,如何提高氧化钒非制冷红外焦平面阵列的吸收效率成为一个非常关键的研究课题。

本文从材料和结构角度出发,分别在单层材料吸收特性、不同吸收结构、腔体高度、膜系厚度等几个方面对影响单层、双层氧化钒非制冷探测器光学吸收的各因素进行了全面系统的仿真。

通过对各因素进行量化比较,同时结合仿真结果给出了提高氧化钒非制冷探测器吸收的系统方法,对于氧化钒非制冷探测器的设计与研究具有一定的参考意义。

【总页数】8页(P261-268)
【作者】杨君;杨春丽;袁俊;尹树东;李华英;白兰艳;马敏
【作者单位】昆明物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN215
【相关文献】
1.高性能17μm非制冷氧化钒红外焦平面探测器的研制
2.国产640×512非制冷氧化钒红外焦平面探测器的研制
3.氧化钒非制冷红外焦平面探测器芯片工艺研究
4.
适用于非制冷焦平面探测器的氧化钒薄膜制备研究5.钨摻杂氧化钒基非制冷红外探测器性能研究
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氧化钒的用途氧化钒是一种重要的化工原料和催化剂，具有广泛的应用领域。

本文将从不同角度介绍氧化钒的用途。

氧化钒在钢铁工业中起着重要的作用。

钒是一种重要的合金元素，可以显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。

氧化钒作为钒的重要原料，被广泛用于制备各种钒合金。

例如，钒铁合金是一种常用的钢铁添加剂，可以改善钢的力学性能和耐蚀性。

此外，氧化钒还可以用于生产其他钒合金，如钒铌合金、钒铝合金等，这些合金在航空航天、汽车制造等领域具有重要的应用。

氧化钒还具有催化剂的特性，被广泛应用于化学工业。

例如，氧化钒可以用作硫酸催化剂，用于制备硫酸。

硫酸是一种重要的化学原料，在冶金、化肥、染料等行业中都有广泛的应用。

此外，氧化钒还可以用作苯酚的催化剂，用于合成酚醛树脂，这种树脂在胶黏剂、涂料和塑料等领域具有重要的应用。

氧化钒还可以用于制备陶瓷材料。

由于氧化钒具有良好的热稳定性和电导性能，可以用于制备高温热敏电阻器和热敏电容器等陶瓷元件。

这些元件在电子、通信等行业中被广泛应用，起着重要的作用。

氧化钒还可以用于制备电池材料。

钒氧化物是一种重要的正极材料，可以用于制备锂离子电池、钠离子电池等。

这些电池在能源储存领域具有广泛的应用，可以用于电动汽车、可再生能源发电等。

氧化钒还可以用于环境保护领域。

钒是一种重要的污染物，氧化钒可以用于钒的吸附和催化氧化，进而实现钒的去除和转化。

这对于水处理、大气污染治理等具有重要意义。

氧化钒具有广泛的应用领域，包括钢铁工业、化学工业、陶瓷材料、电池材料和环境保护等。

随着科技的不断进步和工业的发展，氧化钒的用途还将不断扩展和创新。

相信在未来的日子里，氧化钒将在更多领域发挥着重要的作用。

二氧化钒相变研究现状
二氧化钒（VO2）是一种具有独特金属-绝缘体相变特性的材料，其相变温度约为68摄氏度。

近年来，对于二氧化钒的相变研究取得了显著的进展。

在相变机制方面，研究人员发现二氧化钒的金属-绝缘体相变与其晶格结构和能带结构的变化密切相关。

在相变过程中，二氧化钒的晶格常数、电阻率、光学吸收率、介电常数等物理性质均发生显著变化。

此外，二氧化钒的电子结构相变与晶格结构相变通常耦合在一起并同时发生，这使得其相变机制相对复杂。

为了深入研究二氧化钒的相变机制，研究者采用了多种实验手段，如含时密度泛函理论（rt-TDDFT）方法等。

这些方法有助于从微观层面揭示二氧化钒相变过程中的原子运动和电子结构变化。

例如，有研究表明，在激光诱导的二氧化钒相变过程中，激光强度可以控制钒（V）原子的相干或无序运动，从而影响相变过程。

在应用方面，二氧化钒因其独特的相变特性在智能相变材料、二维纳米材料、红外隐身器件等领域具有广泛的应用前景。

例如，利用电场驱动的氧离子输运可以在五氧化二钒（V2O5）薄膜中构建垂直分布的准一维VO2纳米通道，从而有效地将VO2金属-绝缘体转变行为限制在纳米通道内。

这种方法可以降低相变过程中多重畴结构共存和逐级随机演化的几率，为发展超小型信息器件提供了实验依据。

总之，二氧化钒的相变研究在机制和应用方面均取得了显著的进展。

然而，仍有许多问题需要进一步深入研究，例如二氧化钒相变过程中的微观动力学机制、相变过程中的能量转换和损失机制等。

这些问题的解决将有助于更好地理解二氧化钒的相变特性，并推动其在相关领域的应用发展。

3 钒在化工行业(催化剂)的应用化工及相关行业中，钒基催化剂是非常重要的氧化催化剂，其催化机理是基于钒的配位作用。

硫酸工业生产中，V 2O 5是重要的二氧化硫氧化的钒系固体催化剂；通过在活性炭中填充五氧化二钒，可有效提高脱除烟气中的硫氮氧化物；五氧化二钒亦可以用作有机物(如顺酐和苯酐等)氧化反应的催化剂[6]；聚合反应是将简单化合物转变为高聚化合物，钒可作为聚合反应催化剂，催化聚合产生无规交替共聚物，也可得到乙烯和丙烯单元均匀分布的乙丙橡胶[7]。

另外，钒系催化剂还用于烷基化反应、氨化反应、氧化脱氢反应及醋酸生产等方面[8]。

目前，工业钒系催化剂中，1/3用于硫酸生产，1/3用于乙丙橡胶合成，其余主要用于顺酐和苯酐生产、选择性催化还原(SCR)氮氧化物等[9]。

用于氨合成方面的钒基催化剂大部分处于实验室研发阶段，中国科学院已开发了一种钒基氨合成与氨分解催化剂[10]。

4 钒在电池方面的应用钒电池(全钒氧化还原液流电池)是一种高效储能和高效输出的装置应用前景广泛，受到了世界各国科研人员的关注和深入研究，并建立了许多商业示范装置。

国际上，加拿大VRB Power Systems 公司于2003年和2001年先后建造200kW/800kW ·h 和250kW/2MW ·h 的全钒液流储能电池系统。

另外，日本住友电工公司与2005年和2012年先后建造4MW/6MW ·h 和1MW/5MW ·h 全钒液流电池储能系统示范项目。

在我国，钒电池研发公司主要包括北京普能、北京金能燃料电池、上海林洋储能、南京国电南瑞和大连融科储能等高科技公司[11]。

另外，中国科学院大连化学物理研究所于2006年成功研发10kW 全钒液流电池系统。

锂离子电池具有储能大和循环次数高等优良特性。

但是，制备锂离子电池的材料技术不成熟，成本高、低温下电池放电效率差等缺点，制约了电池整体性能和真正商业化的发展。