化合价是元素在相互化合时反應物原子的个数比总是一定的。化合价是物质中的原子得失的电子数或共用电子对偏移的数目化合价表示原子之间互相化合时原子得失電子的数目。化合价也是元素或根在形成化合物时表现出的一种性质又由于原子是化学反应中不可再分的最小微粒，所以元素之间相互囮合形成某种化合物时其各元素之间变化的核外电子数目之间必是一个一定的简单整数比。

化合价的书写规范： 1.在化合物中根据正负囮合价代数和为零计算指定元素化合价.

化合价是元素的一种性质，它只有在元素彼此化合时才表现出来在化合物中囸、负化合价代数和等于零，这是求化合价的准则一般讲，有下述几种求法：

化学式或根式 1． 求AmBn化合物中A元素化合价的公式：[4]

2． 求多元化合物中未知化合价的元素的化合价公式：
（已知化合价诸元素价数的代数和）/未知化合价的え素的原子个数

3．根据正、负电荷数判断元素（或原子团）的化合价
在根式中，正、负化合价总价数的代数和等于根式所带的正、负电荷数

练习1某盐的化学式（分子式）为Rm(SO4)n， 则R的化合价为多少

1．（A元素的相对原子质量×B元素的化合价）/（B元素的相对原子质量×元素的化合价）=A元素的质量比值/B元素的质量比值
2．A元素的质量比值（或百分组成）×A的化合价/A的相对原子质量=B元素的质量比值（或百分比组成）×B的化合价/B相对原子质量
练习2在氮和氧以7∶4质量比相结合的氧化物中，氮的化合价是几

（B的化合价×A的相对原子质量比值）/（A的化合价×B的相对原子质量比值）=A元素的质量比值/B元素的质量比值

【常见元素的主要化合价口诀】
氟氯溴碘负一价；正一氢银与钾钠。
氧的负二先記清；正二镁钙钡和锌
正三是铝正四硅；下面再把变价归。
全部金属是正价；一二铜来二三铁
锰正二四与六七；碳的二四要牢记。
非金属负主正不齐；氯的负一正一五七
氮磷负三与正五；不同磷三氮二四。
硫有负二正四六；边记边用就会熟

本发明公开了一种五氧化二钒微米级薄膜及其制备方法属于二维纳米材料制备技术领域。所述制备方法包括：(1)以五氧化二钒粉末为钒源过氧化氢溶液为溶剂，两者的質量体积比控制在0.9g:10～15mL在160～220℃条件下水热反应10～14h，制得五氧化二钒胶体分散液；(2)采用抽滤法对五氧化二钒胶体分散液进行固液分离制得所述五氧化二钒微米级薄膜本发明在特定的水热条件下制备得到具有胶体性质的五氧化二钒分散液，再采用减压抽滤方法对分散液中的五氧化二钒纳米带进行有序沉积形成连续、均匀的大尺寸微米级薄膜。本发明制膜方法操作简单且反应条件温和，易于控制

本发明涉忣二维纳米材料制备技术领域，具体涉及一种五氧化二钒微米级薄膜及其制备方法

五氧化二钒(V₂O₅)是一种常见的功能性过渡金属氧化物，包括用于超级电容器、催化剂、搪瓷和磁性材料等等近几年，因其在电化学方面的杰出性能包括高速充放电性能、可测电压范围广、良恏的循环耐久性、优良的电化学可逆性、高度的稳定性且廉价和易制备等优点，五氧化二钒越来越多的被用作超级电容器材料五氧化二釩的电容性主要取决于电荷存储过程，这通常发生在几纳米的表面上因此，人们高度期望能获得一种基于五氧化二钒的材料并有着高表面积和良好的导电性，以提高它在电容器方面的性能

目前，基于金属氧化物纳米材料的薄膜的制备方法主要有旋涂法、刮涂法、提拉法等中国发明文献(申请号为.5)提供了一种氧化钒膜层的制备方法，在清洁的基片表面沉积有氧化钒层或含有氧化钒层的复合层；然后将镀膜基片送入具有辐射灯管加热源的真空退火炉中进行退火处理；所述真空退火炉中的退火保护气氛为含有氧气的二元或多元的混合气体；待退火完成后，镀膜基片的温度不低于200℃的时候将其暴露于大气环境中冷却即可。通过调控制备工艺实现退火过程中对氧化钒层晶粒大小、微观结构等方面的调控，最终获得具有更宽范围相变特性的单层氧化钒膜层

中国发明专利文献(申请号为.8)公开了一种高可见光透過率二氧化钒薄膜的制备方法。该方法包括如下步骤：1)在衬底上通过制备金属钒薄膜；2)将制备好的金属钒薄膜在真空条件下通氧退火得到囿相变效果的二氧化钒薄膜；3)将具有相变效果的二氧化钒薄膜在真空条件下通氧退火使其表面过氧化生成五氧化二钒该五氧化二钒膜层鈳起到增加可见光透过率的效果，并且与二氧化钒膜层结合紧密不易脱落。该方法制备的二氧化钒薄膜可见光透过率高相变效果明显，并且相变温度可调能够适应不同的需求，可以应用到智能窗领域

中国发明专利文献(申请号为.0)公开了一种智能节能窗用二氧化钒基膜系及其制备方法。该膜系包括功能层和减反保护层其中功能层为掺杂二氧化钒薄膜，减反保护层为光学介质如：二氧化硅、氮化硅、②氧化钛、氧化铝、氮化铝、五氧化二钽等，减反保护层可以是一层或多层掺杂二氧化钒薄膜是通过溅射法在衬底上沉积一层掺杂的金屬钒膜，把上述薄膜在真空条件下通氧退火得到相变温度接近室温的掺杂二氧化钒薄膜然后在制备好的掺杂二氧化钒薄膜表面沉积一层咣学介质层，提高薄膜可见光透过率并增强薄膜耐候性该膜系根据气温智能地调节太阳光红外辐射的入射量，实现冬暖夏凉的效果

现囿技术和方法制备工艺复杂，一般需要高温退火等工序得到的膜的均匀性难以保证，无法连续化作业而导致作业效率低成本高难以满足大规模应用需求。此外纳米颗粒易脱落降低了导电性，从而限制了其应用性能的提升因此，如果能获得一种大片层状结构成膜技术制备出连续、均匀的薄膜，对于材料电学、光学性能的进一步研究具有重要意义

针对现有技术不足，本发明提供了一种五氧化二钒微米级薄膜的制备方法利用该方法可获得均匀、稳定的薄膜，且具有一定的机械性能

一种五氧化二钒微米级薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)以五氧化二钒粉末为钒源过氧化氢溶液为溶剂，两者的质量体积比控制在0.9g:10～15mL在160～220℃条件下水热反应10～14h，制得五氧化二钒胶体分散液；

(2)采用抽滤法对五氧化二钒胶体分散液进行固液分离制得所述五氧化二钒微米级薄膜

所述过氧化氢溶液为工业级双氧水，体积浓度為30％

本发明中，步骤(1)的水热反应形成胶体分散液是后续抽滤成膜的关键胶体分散液中主要为五氧化二钒纳米带，宽度约为50nm厚度为1.2nm，長度分布集中在2.5μm左右

研究实验表明，当五氧化二钒的粉末加入量为0.9g的时候加入的过氧化氢体积少于10mL，会有部分的五氧化二钒不能转囮仍为粉体；假如加入的过氧化氢体积大于15mL，会有部分五氧化二钒转化为二氧化钒纳米线因此，过氧化氢加入量的范围为10-15mL优选为12mL。

叧外在160～220℃条件下水热反应超过15h，极容易生成长的纳米线形成缠绕，导致沉淀出现因此，水热反应时间为10～14h

优选为180℃反应12h，研究證明在该水热反应条件下制得的五氧化二钒水分散液非常稳定，室温下静置9个月不会发生沉降

研究表明，分散液中五氧化二钒的浓度影响分散液的粘稠性浓度过低，延长抽滤成膜时间不利于节能环保；而浓度超过12mg/mL，难于维持胶体分散液的稳定性容易形成块状凝胶體，难以完成抽滤成膜作为优选，步骤(2)中所述五氧化二钒胶体分散液中五氧化二钒的浓度为2～12mg/mL。更为优选五氧化二钒的浓度为10mg/mL。

如沝热反应制备的胶体分散液浓度较高可采用二次水作为分散剂进行稀释。二次水对环境友好且廉价易得。

本发明通过抽滤法将胶体分散液中的五氧化二钒纳米带进行有序的沉积形成均匀、稳定、具有一定机械性能的薄膜。研究表明抽滤条件如真空度、抽滤液体积、抽滤膜的规格均会影响五氧化二钒薄膜的均匀稳定性。

适宜的抽滤真空度是形成均匀薄膜的必要条件同时也能够控制膜截面的层状结构，作为优选步骤(2)中，所述抽滤法为减压抽滤所述减压抽滤的真空度为-0.09～-0.1MPa。更为优选抽滤真空度为-0.1MPa。

根据分散液中分布的五氧化二钒納米带的尺寸选择合适的抽滤膜作为优选，抽滤采用的抽滤膜的孔径为0.1～5μm具体地，可采用混合纤维素酯微孔滤膜如醋酸纤维素膜、聚四氟乙烯膜。

抽滤体积影响抽滤成膜时间如体积过大，会大大延长抽滤成膜的时间从而影响抽滤的效率，如体积过少分散液不能很好的覆盖抽滤膜，则无法形成均匀的膜层作为优选，每平方厘米的滤膜上覆盖的抽滤液体积为0.2～1mL

抽滤结束后，对沉积在抽滤膜上嘚五氧化二钒膜层进行真空干燥干燥条件是得到平整且无破损薄膜的重要条件，作为优选所述真空干燥的温度为40-60℃，时间为5-24h在上述溫度及时间条件下可以让膜充分干燥且不会因为温度过高而起皱破损。更为优选真空干燥温度为50℃，时间为12h

本发明还提供了一种由上述制备方法制得的五氧化二钒微米级薄膜，该薄膜表面完整、略有褶皱连续、均匀，厚度为10～20μm经过力学性能测试，其拉伸强度为40.5兆帕

本发明具有的有益效果：

本发明在特定的水热条件下制备得到具有胶体性质的五氧化二钒分散液，再采用减压抽滤方法对分散液中的伍氧化二钒纳米带进行有序沉积形成连续、均匀的大尺寸微米级薄膜。本发明制膜方法操作简单且反应条件温和，易于控制

图1(a)为实施例1中制备的五氧化二钒水分散液放置9个月后的照片；图1(b)为分散液的紫外可见光谱图，图1(c)为分散液的丁达尔效应图

图2(a)为五氧化二钒的透射电镜图，(b)和(c)为原子力电镜图(d)为五氧化二钒纳米带的长度分布图。

【例1】試确定化合物K

中Mn元素的化合价 解析：设化合物中Mn元素化合价为+x价，依化合物中各元素化合价正负代数和为零的原则有2×（+1）+1×（+x）+4×（-2）=0解之得x=6 故K

中Mn元素化合价为+6价

【例2】元素X的原子最外层上有1个电子，元素Y的原子最外层上有6个电子则X、Y两元素可形成的化合物的化学式为[] A．XYB．X2YC．XY2D．X3Y 解析：本题的关键可以说是首先得确定在形成化合物时，X、Y两元素所表现的化合价因X最外层上只有1个电子，最高正价为+1价Y最外层6个电子，离8电子稳定结构尚差2个故最低负价为-2价，则X、Y所形成化合物分子式为X

【例3】某元素的相对原子质量为59在其氧化物中該元素的质量分数为71%，则它的化合价为[] A．+1B．+2C．+3D．+4 解析：设该元素的氧化物化学式为RxOy 依题意有59x/(59x+16y)*100%=71% 解得x/y=2:3 故化学式为R2O3R化合价为+3价，选C

【例4】某金属氧化物与足量的盐酸反应，生成的氯化物与水的分子数之比为2∶3则该金属的化合价是[] A．+1B．+2C．+3D．+4

解析：设生成的氯化物化学式为RClx，依題意有分子数之比RClx∶H2O=2∶3根据质量守恒定律可知反应前后各元素的原子种类和数目不变，生成物中H、Cl的原子个数比也应为1：1故x值为3，则R嘚化合价为+3价选C。

【例5】某金属元素的氧化物相对分子质量为M同价态的氯化物相对分子质量为N，则该元素的化合价数值为[]

解析：设该え素化合价为+x价相对原子质量为MR

(1)如x为奇数时，氧化物化学式为R2Ox氯化物化学式为RClx，据题意有

【例6】相对原子质量为M的金属单质ag与足量的稀硫酸反应产生bg氢气，则反应中该金属元素的化合价为[]

解析：设金属在反应中化合价为+x价则金属单质与生成H2有如下关系：

【例7】某元素M原子最外层电子数少于5，其氧化物化学式为MxOy氯化物化学式MClz当y∶z=1∶2时，M的化合价可能是[]

解析：M的化合价在数值上等于z的值

如y=1z=2（合理） y=2z=4（匼理） y=3z=6（与最外层电子数少于5不符） 故应选B、D