氧化钒纳米针中的氧化还原转变与性质调控：从V2O5到长链烃基铵盐V7O162?

《Dalton Transactions》：Redox transition and property modulation in vanadium oxide nanourchins: from V2O5 to long hydrocarbon alkylammonium V7O162?

钒氧化物纳米结构通过插层自组装与水热处理制备，形成乌贼状球形簇合物，其V4+/V5+混合价态结构及层状V7O16^2?晶格导致独特的室温磁性，氧化还原调控揭示电子行为与磁性能关联。

　　

类海胆结构的钒氧化物纳米结构（VO_x-NUs）是通过使用V⁵⁺醇盐前体[VO(OCH(CH₃)₂)₃]和长链伯胺（1-十六烷胺和1-十八烷胺）作为结构导向剂合成的。该过程包括通过插层驱动的溶胶-凝胶组装，随后在180°C的水-乙醇介质中进行七天的水热处理。所得到的球形簇由紧密排列、径向对齐的钒氧化物纳米管组成，这些纳米管由V⁴⁺/V⁵⁺混合价态稳定，并位于V₇O₁₆^2?晶格中。尽管这些纳米结构在表面与传统的VO_x纳米管相似，但由于其弯曲的三维结构和密集的界面组织，它们表现出独特的结构和电子特性。通过X射线光电子能谱（XPS）和体积滴定法量化了氧化态转变，发现V⁵⁺逐渐被胺类物质还原为V⁴⁺。SQUID磁强计的磁学表征揭示了在室温下不寻常的磁行为，这与层状晶格中混合价态的稳定有关。这些结果表明，受控的插层和氧化还原调节能够形成具有新兴磁性的VO_x-NUs，从而扩展了它们在磁电子学、催化和传感应用中的潜力。这些发现为通过氧化态调节和自组装来设计多功能过渡金属氧化物纳米结构提供了一个新的框架。