钒氧化物光催化降解有机染料的研究进展

半导体光催化技术被认为是治理有机污染物最有前途的技术之一,其核心是开发新型高效的光催化剂。钒氧化物在光催化分解有机污染物方面有着广泛应用。综述了近年来国内外的纳米钒氧化物、金属钒酸盐、钒氧化物复合材料在降解有机染料中的应用。钒基光催化剂的催化性能受到颗粒尺寸、形貌、结构和表面性质等的影响,而制备技术和改性策略可以调控这些因素。分析总结了钒基光催化剂的制备技术以及提高光催化性能的改性策略;讨论了各种制备技术的优缺点以及钒氧化物复合材料改性策略中Ⅱ型异质结、S型异质结、p-n异质结、Z方案异质结降解有机染料的电子转移情况,提出了光催化降解有机染料存在的问题以及面临的挑战。

钒氧化物及金属钒酸盐在化学储能中的应用

钒氧化物具有多变的配位数和氧化态、较低的成本、丰富的资源等优点,作为典型的过渡金属氧化物,其应用于锂离子电池电极材料时具有良好的锂离子存储能力和较强的循环能力。钒氧化物在超级电容器中表现出高功率密度、快速充放电率和优良的循环周期等特性,是一种理想的储能材料,而金属钒酸盐显示出良好的可逆性和循环性。构筑合理纳米结构是获得电化学性能优异钒氧化物电极材料的有效途径,是提高电极材料放电/充电效率的最有效方法之一。综述了钒氧化物和金属钒酸盐在锂离子电池中应用以及钒氧化物在超级电容器中应用的研究进展,讨论了结构、制备条件对钒氧化物及金属钒酸盐性能的影响,展望了钒氧化物及金属钒酸盐的应用前景。

热电池用锂钒氧化物正极材料的放电模式

合成V2O5-V2O3-Li2O体系的3种化合物LiV3O8、γ-LiV2O5和VO2,并以其作为热电池正极活性物质、锂硼合金为负极、LiCl-KCl为电解质进行500℃、100 mA/cm2的放电实验,研究该正极活性物质在放电中的物相转变过程,同时对V2O5、β-Li0.3V2O5、VnO2n+1和VnO2n?1的放电反应进行分析。结果表明,LiV3O8、γ-LiV2O5和VO2均进行分解式放电反应,生成LiV2O5、Li3VO4、V2O3和LiVO2等物相。分析认为V2O5和β-Li0.3V2O5可能出现嵌入反应直至转变为γ-LiV2O5,再由γ-LiV2O5进行放电,VnO2n+1和VnO2n?1放电最终也将生成Li3VO4和V2O3。γ-LiV2O5和VO2放电过程中V4+歧化反应产生Li3VO4相和V2O3相,Li3VO4相较差的电子导电性使正极材料失去快速放电能力。

两种一维纳米结构钒氧化物的合成与表征

在水热条件下，分别利用十六胺和十六烷基三甲基溴化铵为模板，合成了两种一维纳米结构的钒氧化物：纳米管和纳米棒，采用XRD、TEM、HRTEM、FT-IR、TG／DTA对产物的形貌和结构进行了表征。研究表明，纳米管的长度主要分布在1～10μm，外径50～100nm，内径10～30nm；纳米棒长1～2μm，径向尺寸50～200nm。

SBA-15负载钒氧化物催化剂上甲烷选择氧化反应

对SBA 15负载的钒、钼、钨氧化物催化的甲烷选择氧化反应性能进行了比较 ,发现VOx/SBA 15催化剂优于MoOx/SBA 15和WOx/SBA 15催化剂 .针对钒氧化物催化剂 ,考察了不同钒源、不同载体以及少量P元素的添加对催化性能的影响 ,结果表明以SBA 15为载体的催化剂的性能好于MCM 41和Cab O Sil为载体的催化剂 ;与V2 O5,VO(C2 O4)相比 ,NH4VO3是制备性能良好的VOx/SBA 15的钒源 ;在VOx/SBA 15中 ,添加少量P元素后 ,HCHO的选择性有一定程度的提高 .XRD ,N2 物理吸附、UV Raman和H2 TPR表征结果表明 ,负载量低于 3wt%时 ,钒组分可能主要以高分散的单核的VOx 物种存在 ,我们推测该物种对甲烷选择氧化制甲醛起关键作用 .

担载钒氧化物催化剂对丙烷选择氧化性能

用等体积浸渍法制备了SBA-15担载的钒基氧化物催化剂,使用X射线衍射(XRD)分析、氮气吸附、紫外激光拉曼、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)光谱对催化剂的结构进行了表征,并评价了催化剂对丙烷选择氧化的活性与选择性.实验结果表明SBA-15载体对丙烷选择氧化的活性优于常规的SiO_2载体.SBA-15担载的低载量催化剂是高分散的催化剂体系,在低钒载量(n(V)/n(Si)<2.5%)时,催化剂具有规则的六方介孔结构.低钒载量(n(V)/n(Si)<0.1%)时,隔离四配位的钒氧化物是丙烷选择氧化生成醛类化合物的活性物种;高钒载量(n(V)/n(Si)>2.5%)时,聚合六配位的钒氧化物和微晶钒氧化物是丙烷脱氢或深度氧化的活性物种.

钒氧化物纳米管的合成、结构及电化学性能

采用流变相 -纳米自组装新方法合成了钒氧化物纳米管 ( VOx-NTs) ,并通过 XRD,SEM,TEM,Raman,ESR,TG-DTA,XPS及模拟电池等技术手段对产物的结构和性能进行了表征和测试 .结果表明 ,产物主要由钒氧化物纳米管组成 ,纳米管长为 1～ 1 0 μm,直径为 3 0～ 1 0 0 nm.纳米管壁由 3～ 1 0个 VOx 层构成 ,层间距为 3 .5 3 nm.Raman光谱反映了 V— O的伸缩或弯曲振动 ,层状微结构的晶格振动及模板剂的有机基团振动 .无明显精细结构的室温 ESR谱证明了 V4 +的存在 ,根据 TGA和 XPS求得产物中 V的平均化合价约为 + 4 .3 0 .VOx-NTs正极材料初始充电容量达到 40 4m A.h/g,放电容量为 3 83 m A.h/g,5 0次循环后放电容量衰减至 1 80 m A.h/g,可归因于充放电过程中 VOx-NTs正极材料在电解液中的溶蚀作用及复合电极中“孤岛效应”

锂离子电池中钒氧化物电极材料的研究现状

综述了钒氧化物在锂离子电池中的应用,重点介绍了V2O5、V6O13、VO2、V3O7、V6O14的结构、制备方法以及其锂离子电池的电化学性质,说明了V4O9、V2O3难在锂离子电池中应用的原因,讨论了钒氧化物作锂离子电池的正极材料的优点以及存在的问题,最后提出钒氧化物有希望成为实用的锂离子电池阴极材料.

以堇青石蜂窝陶瓷为载体的新型钒氧化物脱氮催化剂研究

以TiO2 /Al2 O3 /堇青石蜂窝陶瓷为载体 ,以V2 O5 MoO3 WO3 为活性组分 ,用于氨法选择性催化还原烟气中NO的新型催化剂 ,并对该催化剂的活性性能和微观结构进行了评价和表征 .同时 ,将该催化剂的活性性能与其它几种活性组分相同但载体、制备方法、结构不同的催化剂进行了对比 .对比结果表明 ,该新型催化剂能取得最好的选择性催化还原氮氧化物催化性能 .BET、FT IR、XPS表征实验结果表明 ,其高催化活性得益于大比表面积及大孔体积 ,而TiO2 /Al2 O3 /堇青石蜂窝陶瓷载体及其制备方法对获得好的催化剂构型起了至关重要的作用 .

一维钒氧化物纳米材料的合成、结构及性能

采用流变相-自组装法合成了钒氧化物纳米管和纳米棒,采用XRD、SEM、TEM对产物进行结构表征,同时对其性能进行了测试,研究表明,纳米管具有蓝光发光性能和显著的光限幅性能,VO2(M)纳米棒有良好的电化学性能.

稀土对含钒氧化物催化裂化降硫剂结构和性能的影响

为了减少钒对降硫催化剂中裂化活性组元的破坏作用,制备了含钒和稀土金属、碱土金属的复合氧化物,采用XRD、TPR、差热、程序升温表面反应-质谱(TPSR-MS)等方法对复合氧化物的结构和噻吩类硫化物的反应机理进行研究。结果表明:镧、铈、镁分别与钒形成高熔点的LaVO4,CeVO4,MgV2O6,但第二金属元素会使氧化钒的还原温度升高,晶格氧的活性下降;在CeVO4和LaVO4上噻吩以氧化反应为主,环己烷以脱氢反应为主。为了增加噻吩的反应活性,在稀土钒酸盐中引入镁,TPSR-MS和重油微反评价结果表明,La-Mg-V上噻吩的转化率明显提高,在催化剂中加入10%La-Mg-V时,汽油硫质量分数降低了67.2%。

钒氧化物矿直接合金化冶炼含钒合金钢工艺的研究

介绍了钒氧化物矿直接合金化冶炼含钒合金钢工艺的研究进展,分析了当前钒氧化物矿直接合金化研究中存在的问题。

含铁、钴、镍的钒氧化物二次锂电池正极材料

对添有不同摩尔比的Fe_2O_3、NiO、Co_2O_3的V_2O_5二次锂电池正极材料的研究表明:5%Fe_2O_3-V_2O_5的比容量最高(334Ah/kg,i_d=0.5mA/cm^2);20%NiO—V_2O_5循环性能最好,经过60次深循环后还保持70%的容量;由Ip～v^(1/2)的线性关系和恒电位阶跃时I～t^(1/2)呈线性关系说明放电过程由锂在正极材料中的扩散所控制.

从废钒触媒中回收钒氧化物

介绍了对废钒催化剂采用稀NH4HCO3 溶液浸出法获得V2 O5和NH4VO3 的实验原理及工艺流程。产品纯度可达 98% ,钒回收率达 91%。研究了回收化学反应的规律性及过程特性 。

钒氧化物薄膜的拉曼散射

用射频磁控溅射以纯金属钒做靶材在氩氧混合气体中制备了钒氧化物 (VO2 (B)、V6O1 3、V2 O5)薄膜。报导了钒氧化物薄膜的拉曼光谱 ,结合这些钒氧化物不同的结构特点 。

纳米多孔铁掺杂钒氧化物电极材料的制备及其电化学性能

为了利用简单的生产工艺制备性能优异的锂离子电池负极材料,采用电弧熔炼-甩带的工艺制备出铁钒合金条带,再通过氧化还原方法成功制备出纳米多孔铁掺杂钒氧化物(Fe-VOx)复合材料,对材料物相和结构进行了表征,并且对比分析了在不同还原温度下纳米多孔Fe-VOx复合材料的电化学性能。结果表明:在还原温度为500 ℃、5% H2 /Ar混合气氛下,材料电化学性能最优,在电流密度为0.1 A/g下,初始放电比容量为563.4 mA·h/g,在循环100圈后的放电比容量仍能达到441 mA·h/g,循环容量保持率达到78.2%,远大于石墨的理论比容量372 mA·h/g。这说明纳米多孔铁掺杂钒氧化物复合材料能够有效提高锂离子电池的能量密度,并且具有良好的电化学性能。

LIBs正极材料钒氧化物的研究进展

钒氧化物具有独特的层状结构,有利于离子的嵌入和脱出,具有较高的理论容量和较宽的电势窗范围,是一类理想的储能电极材料。根据其结构与应用,综述了国内外钒氧化物制备方法的研究进展,对其未来的发展方向进行了展望。

钒氧化物正极材料的研究现状

综述了不同钒氧化物用作锂离子电池阴极材料的研究进展,重点介绍了V2O5、V6O13、Li1+xV3O8和掺杂V2O5及纳米V2O5的结构、制备方法及电化学性能。

高炉炉缸中钒氧化物还原的实验研究

通过热力学计算分析了渣铁间钒、硅、钛氧化物还原的难易程度;通过实验分析了影响渣铁间钒还原分配比及铁液中钒含量的因素。结果表明,较高温度利于钒的还原,温度控制在1 500℃左右较合适;碱度的增加有利于钒氧化物的还原;铁液中硅含量的增加有利于钒的还原,铁液中钒、钛含量均有增加。

层状锂锰钒氧化物的合成与电化学性能研究

用高温固相反应法合成掺锰的层状锂钒氧化物Li1.2V3-xMnxF0.02O7.98．通过FTIR和XRD对样品进行表征，并研究了样品的充放电性能．实验结果表明：除Li1.2V2.50Mn0.05F0.02O7.98样品外，所合成的其余4个样品均为层状锂锰钒氧化物．掺锰量最少的样品Li1.2V2.98Mn0.02F0.02O7.98，在4．0～2．0V区间放电时，其初始放电容量可达233．4mAh／g，但循环性能不佳．随着掺锰量的增加，样品的循环性能有了显著改善，初始放电容量降低．掺锰量较大的样品Li1.2V2.80Mn0.20F0.02O7.98的初始放电容量较低（164．8mAh／g），但其循环性能在所有样品中是最好的，说明掺杂适量的锰可以使层状锂钒氧化物的结构更稳定，从而提高样品的循环性能．