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二氧化钒(VO2)作为一种固态热致相变材料，在其相变温度68℃，实现具有半导体性质的单斜结构VO2(M)向金属性的四方结构VO2(R)转变。通过元素掺杂，可有效降低其相变温度，使其在诸多领域更具应用价值。本论文采用不同的方法制备纳米VO2及其掺杂粉体材料，利用XRD、XPS、TEM和DSC等手段研究纳米结构及Mo、W掺杂对VO2相变性能的影响。主要研究内容和结论如下:
1.采用水热法，以V2O5为原料，NaHSO3为还原剂，考察了pH、反应时间和反应温度等对产物结构的影响。当pH=1时，在260℃下反应8h可制得亚稳态VO2(B)纳米带。经过600℃退火处理，得到具有相变性能的VO2(M)纳米带。
2.以V2O5为原料，N2H4·H2O为还原剂，制备含V离子的前驱体。在空气中150℃加热该前驱体，使过量的N2H4·H2O燃烧，前驱体分解、结晶，可得到平均粒径20nm的VO2(M)纳米晶体。DSC结果表明，VO2(M)纳米晶体与体相VO2(M)的相变温度接近，但升温与降温过程的相变温度之差增大，由相变产生的吸热/放热峰变宽，这与其纳米尺寸效应有关。通过N2H4·H2O的持续燃烧，可进一步将V5+还原为V4+，得到平均粒径为20nm的V2O3纳米晶体。
3以MoO3为掺杂剂，通过燃烧合成法得到0.8at.％的Mo6+掺杂的VO2(M)，平均粒径20nm，其相变温度降低至42.4℃。以H2WO4为掺杂剂，将前驱体在600℃、N2气氛中热处理6h，得到4at.％的W6+掺杂VO2(R)，平均粒径45nm，相变温度降低至-20.3℃，通过W6+的掺杂，可大幅降低VO2的相变温度。