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纳米钒基材料在光、电、热、磁等方面具有独特的性能,广泛的应用于能源、催化、合会等领域。低温燃烧合成是近年来发展迅速的一种制备纳米材料的新的湿化学方法,具有简便、快捷、能耗和成本低、产物活性高等诸多优点。本论文将低温燃烧合成方法应用于纳米钒基材料的制备。主要研究内容包括以下几个方面：(1)研究了燃料、氧化剂等原料以及燃烧气氛、点燃条件等参数对钒氧化物粉末制备及产物性能的影响,成功通过一步燃烧法合成了单相的二氧化钒、三氧化二钒、五氧化二钒。以柠檬酸和甘氨酸为混合燃料,摩尔比为4时,可制备得到粒径约为15～20nm,比表面积为18.5 m2·g-1的VO2粉末,产物具有MST转变特性；通过控制燃烧气氛,使燃烧反应在氮气气氛下进行,可制备得到粒径约为40～80 nm的颗粒组成的纳米V203;尿素为燃料时,可制备出直径约为4～6μm的V2O5片状单晶。该V205单晶薄片呈现出优异的锂电特性,作为锂电正极材料时,在0.1 A·g-1的电流密度下,50次循环后,容量为234mAh·g-1。(2)通过在溶液中引入水溶性葡萄糖碳源,首次利用低温燃烧合成法一步制备氧化钒/碳复合材料。研究了葡萄糖添加量对氧化钒/碳产物的物相、形貌的影响,在葡萄糖与偏钒酸铵的摩尔比为0.2,可制备得到二维多孔片状结构的VOx/0.2C样品,其中无定形的具有混合价态的VOx颗粒均匀分布在碳片上。研究了该氧化钒/碳粉末作为锂离子电池负极材料时的电化学性能,在0.1 A·g-1电流密度下,100次循环后该负极材料的可逆容量为1088 mAh·g-1,在1 A·g-4电流密度下,在400次循环后可逆容量稳定在776 mAh·g-1。(3)将低温燃烧合成各种价态的氧化钒前驱物进行氨气还原氮化制备氮化钒,研究了前驱物的价态、粒度、形貌等对氮化反应以及产物的影响,发现不同价态的氧化钒前驱物在氮化反应过程中的相变以及氮化产物的形貌、粒度均不同,所制备氮化钒的电化学性能也不同。以V02作为前驱物制备VN,随着反应温度的升高,V02首先转变为V5O9(400℃),再转变为V203(500℃)、VO0.9(600℃),直到温度升高至700℃实现完全氮化,得到由30～40 nm的纳米颗粒组成的VN产物；以V205作为前驱物制备VN,V2O5首先转变为VO2(300℃),随着氮化温度的升高,逐步转变为VO2和VO的混合物(400℃、500℃)、再转变为VO0.9(600℃),700℃氮化完全,得到由30～40 nm的纳米颗粒组成的片状VN。将所制备VN作为超级电容器的电极材料应用时,在0.1 A·g-4电流密度下,比容量为83 F·g-1。(4)将低温燃烧合成的氧化钒/碳复合前驱物进行氨气还原氮化制备出氮化钒/碳复合材料。研究了葡萄糖添加量以及氨气还原氮化常数对所制备氮化钒/碳粉末性能等的影响,优化出最佳的反应参数,制备出电化学性能优异的氮化钒/碳复合粉木。在葡萄糖与偏钒酸铵的摩尔比为1,氮化反应温度为600℃,制备得到二维多孔片状结构,比表面积为21.1 m2·g-1,颗粒粒径约为7～10nm的VN/1C-600样品,作为锂离子电池的负极材料时,在1 A·g-1电流密度下,500次循环后可逆容量稳定在650 mAh·g-1,0.1 A·g-1电流密度下,100次循环后可逆容量为712 mAh·g-1。当氮化温度升至700℃时,可得到比表面积为29.2 m2·g-1,VN颗粒粒径约为9-13 nm的VN/1C-700样品,作为超级电容器的电极材料应用时,在75：15：10(活性物质：导电剂：粘结剂)质量配比下,电流密度为0.1、0.25、0.5、1、2和5 A·g-1时,电压窗口为-1～0V时,VN/1C-700样品,对应的比容量分别为196、139、123、110、102和78F·g-1。