[发明专利]制备金属氧化物粉末的方法在审

专利信息
申请号: 201780020093.6 申请日: 2017-02-06
公开(公告)号: CN109153581A 公开(公告)日: 2019-01-04
发明(设计)人: 安德鲁·西尔;彼得·爱德华兹;乔纳森·迪尔沃思;弗拉基米尔·库兹涅佐夫;凯瑟琳·海斯 申请(专利权)人: 牛津大学科技创新有限公司
主分类号: C01G31/02 分类号: C01G31/02;C01G39/02;C01G41/02;C01G45/02;C01B13/34;C01G1/02;C01G17/02
代理公司: 成都七星天知识产权代理有限公司 51253 代理人: 袁春晓
地址: 英国牛津郡牛*** 国省代码: 英国;GB
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摘要:
搜索关键词: 制备金属氧化物 沉积材料 基底 前体溶液 金属络合物 分散液 上移 加热 喷射
【说明书】:

一种制备金属氧化物粉末的方法,包括:提供含有金属络合物的前体溶液或分散液;在有水的情况下,将前体溶液喷射到加热的基底上,以在基底上沉积材料;对所述沉积材料进行干燥;以及从基底上移除沉积材料以制备金属氧化物粉末。

本申请涉及一种制备粉末的方法,通过所述方法可获得的或已获得的粉末,以及这些粉末的各种用途。更具体地说,本申请涉及一种制备金属氧化物粉末的方法,通过所述方法可获得的或已获得的金属氧化物粉末,以及这些金属氧化物粉末的各种用途。所述金属氧化物粉末可以包含或基本上由未掺杂或掺杂的金属氧化物组成。

热致变色材料的特征在于半导体到金属的转变,这种转变的发生是由于材料的晶体和/或电子结构中的可逆变化是温度的函数。由于半导体到金属的转变,材料的光学、电学和磁学性质发生变化。

热致变色材料是让人感兴趣的,因为它们具有几种潜在的有用的应用,包括如在智能窗中,穿过该智能窗的光和热透射率根据周围环境温度而变化。

氧化钒(IV)(VO2)是一种特别有趣的热致变色材料,因为在70℃左右的温度下其由半导体到金属的转变而引起的光学、电学和磁学性能具有很大的可逆变性。可以通过掺杂来改变发生半导体到金属转变的温度。例如,用高价过渡金属例如铌、钼或钨掺杂VO2会降低其发生半导体到金属转变的温度。另外,用三价阳离子例如铬和铝掺杂VO2会增加其发生半导体到金属转变的温度。

然而,迄今为止,尚未开发出用于制备大量纯净的VO2粉末(例如纯度为90%或更高)的可靠、成本效益好的且节能的方法以满足工业需求。这种方法的缺乏阻碍了可以利用VO2的独特性能的产品的开发和商业化。

钒氧化物的化学性质是难以制备大量纯净VO2粉末的一个原因。钒可具有几种氧化态,因此,可以形成多种氧化物,每种氧化物具有显著不同的磁性和电性能。Edwards P.,Kuznetsov V.,Slocombe D.and Vijayaraghavan R.The Electronic Structure andProperties of Solids.In:Jan Reedijk and Kenneth Poeppelmeier,editors.Comprehensive Inorganic Chemistry II,Vol 4.Oxford:Elsevier;2013.p.153-176中讨论了固体,特别是氧化物的电子结构和性质。

已通过液体进料火焰喷雾反应方法(热解)制备VO2粉末。然而,结果通常不令人满意,因为所制备的粉末不具有良好的纯度。不希望受任何理论的束缚,这可能是由于火焰过热以及火焰热解过程是在空气中进行的事实。US2006/0165898公开了通过使火焰与冷却介质接触来降低火焰温度。

用于制备VO2粉末的水热路线也不令人满意。所涉及的高于大气的压力意味着这种方法可能是昂贵的和/或具有相对较高的风险因素。此外,这种水热路线不能提供大量纯净VO2粉末的可大量制备的方法。

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