二氧化釩

二氧化釩

二氧化釩（Vanadium(IV) oxide），分子式為VO2，分子量為82.94。

是一種具有相變性質的金屬氧化物，其相變溫度為68℃，相變前後結構的變化導致對紅外光由透射向反射的可逆轉變，人們根據這一特性將其套用於製備智慧型控溫薄膜領域。由於其優異的導電特性，也同時套用於電子器件。

基本介紹

  • 中文名：二氧化釩
  • 英文名：Vanadium(IV) oxide
  • 化學式：VO2
  • 分子量：82.94
  • CAS登錄號：12036-21-4
  • EINECS登錄號：234-841-1
  • 熔點：1640
  • 水溶性：不溶於水，易溶於酸和鹼中。
  • 密度：4.234
  • 外觀：深藍色晶體粉末
  • 危險品運輸編號：UN3285
物化性質,合成方法,套用,多相競爭,安全信息,計算化學數據,

物化性質

二氧化釩（vanadium dioxide）為深藍色晶體粉末，單斜晶系結構。密度為4.260g/cm3，熔點為1545 ℃。不溶於水，易溶於酸和鹼中。溶於酸時不能生成四價離子，而生成正二價的釩氧離子。
二氧化釩二氧化釩
在乾的氫氣流中加熱至赤熱時被還原成三氧化二釩，也可被空氣或硝酸氧化生成五氧化二釩，溶於鹼中生成亞釩酸鹽。可由碳、一氧化碳或草酸還原五氧化二釩製得。用作玻璃、陶瓷著色劑。

合成方法

由五氧化二釩和三氧化二釩的固相反應合成。將化學計量的反應混合物裝入石英管，抽真空密封，加熱40～60h。最初在600℃下加熱，接著加熱到750～800℃，直至反應完。
只要嚴格控制固、氣相體系的氧化還原反應條件，也能製得組成比較一致的二氧化釩。例如：
（1）套用CO2和H2混合緩衝氣體：將CO2和H2在常溫下的分壓比（PCO2/PH2）從1000∶1調整到3000∶1，在1000～1400℃溫度下的氧氣分壓調節為10-5～10-3atm。在這種氣氛中，以五氧化二釩或三氧化二釩為起始原料，保持約20h以上，可以得到二氧化釩。
（2）套用乾燥SO2氣體：在以五氧化二磷乾燥的SO2氣流中，於500～650℃，20～40h內，使五氧化二釩還原，或使三氧化二釩氧化，均可得到二氧化釩。

套用

二氧化釩在材料世界以其迅速和突然的相變而顯得與眾不同，其相變溫度為68℃。二氧化釩所具有的導電特性讓其在光器件、電子裝置和光電設備中具有廣泛的套用潛力。

多相競爭

氧化釩材料在相對低的溫度下作為絕緣體時，呈現出多相競爭的現象。然而，自20世紀60年代人們開始研究二氧化釩以來，這奇異的相行為一直不為人們所掌握。美國科學家2010年11月23日表示，通過對二氧化釩相變(從金屬到絕緣體)進行系統的研究，他們揭開了困擾學術界數十年的謎團。
美國田納西大學研究助理亞歷山大·特瑟勒夫與法國科學家合作，在美國橡樹嶺國家實驗室納米相材料科學中心，藉助凝聚物理學理論成功地解釋了二氧化釩的相行為。特瑟勒夫表示，他們發現二氧化釩發生的多相競爭現象純粹是由晶格對稱所引起的，並認為在冷卻時二氧化釩晶格能夠以不同的方式發生“摺疊”，因此人們所觀察到的現象是二氧化釩不同的摺疊形態。
研究人員表示，他們的理論研究工作可以指導未來關於二氧化釩的實驗研究，並最終幫助開發基於二氧化釩材料的新技術。

安全信息

危險運輸編碼：UN3285
危險品標誌：刺激
安全標識：S26S37/S39
危險標識：R36/38

計算化學數據

1、疏水參數計算參考值（XlogP）：無
2、氫鍵供體數量：0
3、氫鍵受體數量：2
4、可旋轉化學鍵數量：0
5、互變異構體數量：無
6、拓撲分子極性表面積：34.1
7、重原子數量：3
8、表面電荷：0
9、複雜度：18.3
10、同位素原子數量：0
11、確定原子立構中心數量：0
12、不確定原子立構中心數量：0
13、確定化學鍵立構中心數量：0
14、不確定化學鍵立構中心數量：0
15、共價鍵單元數量：1

熱門詞條

聯絡我們