钒酸钙微/纳米材料的合成研究开题报告

1. 研究目的与意义

纳米材料是由分子尺寸或原子尺寸的微小单元组成，因此，纳米材料具有区别于其他物质材料特殊的物理或化学特性^[1-3]。碱土金属钒酸盐微/纳米材料因钒元素价态多变，v-o空间配位方式灵活，结晶性和导电导热性好以及及小尺寸效应等特征，可以广泛应用于能量储存与转化、永磁超导、生物医药、催化氧化、航天航空等领域。碱土金属钒酸盐微/纳米材料是现代功能材料发展的重要方向之一，具有光明的市场应用前景^[4,5]。近年来，金属钒酸钙微/纳米材料的研究受到了极大关注，由于钒酸钙是一种稳定性和耐热性均良好的无机化合物，并且具有良好的电化学和光化学性质，因此在纳米光学、传感器及锂离子电池等方面有良好的应用前景^[6-8]。国内外众多学者围绕如何制备形貌规整的钒酸钙微/纳米材料开展了一系列工作，以满足人们对优异材料性能的需求^[9-11]。

目前已经合成了多种微/纳米材料如：钒酸锂纳米棒、钒酸银纳米棒、钒酸银纳米带等，但是有关钒酸钙微/纳米材料合成的相关报道非常少^[12-15]。对于目前钒酸盐微/纳米材料的合成方法，存在合成过程复杂、条件要求高、成本高等问题^[16]。因此，通过工艺简单的水热合成法来制备形貌可控的钒酸钙微/纳米材料，不仅保证其低成本且高效合成，而且为分析其生长机理奠定了坚实的基础^[17,18]。

本课题将采用水热法制备纯相钒酸钙微/纳米结构，通过表征手段分析影响钒酸钙形貌的因素。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

反应参数（ph、浓度、温度等）对微/纳米材料的制备影响显著，因此，本课题将采用条件可控的水热法来制备钒酸钙微/纳米粉体结构。分别控制反应参数来制备钒酸钙微/纳米材料，将不同因素下制备的钒酸钙样品进行结构表征。最后，探索不同反应参数对钒酸钙形貌影响，确定最佳的反应条件，并进一步探究钒酸钙微/纳米材料的应机制。

预期目标

3. 研究的方法与步骤

原料：

钒源：偏钒酸铵、五氧化二钒、三氧化二钒等

钙源：钒酸钙、碳酸钙、氢氧化钙等

4. 参考文献

[1] garea a, aldaco r, irabiena. improvement of calcium fluoride crystallization by means of the reduction offines formation[j]. chemical engineering journal, 2009, 154: 1.

[2] shi p. y, zhang b, jiang m.f, et al. kinetics of the carbonate leaching for calcium metavanadate[j]. minerals, 2016, 6: 4-6.

[3] thomas f. nealon, nathanielp. h. ching, john h. gibbon prevention of citrate intoxication during exchangetransfusions[j]. jama: the journal of the american medical association, 1963,183(6).

5. 计划与进度安排

(1) 2022年12月28日～2022年1月4日，完成毕业论文选题工作；

(2) 2022年3月1日～2022年3月21日，完成开题报告和翻译；

(3) 2022年3月22日～2022年3月31日，完成做论文前期准备工作；