二氧化钒纳米材料在智能节能、热敏电阻、锂离子电池电极方面有极大应用潜力,但其制备成了制约VO₂应用的关键因素。本论文采用NH₄VO₃与不同的还原剂水热合成纳米VO₂,并采用直接改性和活化改性制备了硬脂酸（SA）改性VO₂。从热力学、反应动力学角度探索水热合成VO₂的水热反应历程变化,研究了反应温度、填充率、反应时间等对体系内汽液平衡、反应产物的物相、形貌、结构的影响,建立了不同水热体系内VO₂的反应历程、生长机理与形成机制,为不同水热体系内VO₂的制备提供可能的理论指导。研究了不同改性方法中VO₂表面改性前后的结构、性能变化,探索VO₂的改性机理,旨在解决VO₂表面极性大、易团聚的难题。主要研究内容和结果如下:1、采用NH₄VO₃-HCOOH-H₂O体系水热合成纯VO₂（B）纳米片,采用XRD、FT-IR、SEM等方法分析了所得到产物的物相、结构与微观形貌,所制得的VO₂（B）纳米片长约100nm²μm,宽约100nm³00nm,厚约30⁶0nm,形状不规则,边缘粗糙,不平整,部分卷曲。提高水热体系内的温度、填充率以及延长反应时间有利于VO₂的生成。水热体系中产物的生成经历了溶剂化效应、水解反应、多聚缩合反应、氧化还原反应以及钒氧配合物（NH4）5（VO）6（CO3）4（OH）9（H₂O）6的酸式水解与脱水反应,高的反应温度与填充率能促进氧化还原反应与氧钒配合物的酸式水解速率,提高VO₂的晶化程度。该水热体系中VO₂纳米片形成经历不完整的奥斯特瓦尔德熟化生长、晶面竞争动态平衡以及互相的激烈碰撞与强烈摩擦。2、采用NH₄VO₃-H₂C₂O₄-H₂O水热制得了纯的VO₂（B）纳米片、VO₂（B）纳米棒,VO₂（B）与VO₂（R）纳米棒混合物。所生成的VO₂纳米棒具有矩形横截面,棱柱分明,边缘整齐,光滑,大小不一,长均在2μm以下,宽约100³00nm,厚约30⁵0nm。随着反应时间延长,VO₂（B）的结晶程度降低,转化成VO₂（R）。恒定偏钒酸铵与草酸的量,改变填充率对VO₂的形成影响不大,体系内压强的变化决定于反应温度、添加物料的量。NH₄VO₃-H₂C₂O₄-H₂O水热体系制备VO₂为典型的奥斯特熟化生长机制,反应初期发生氧化还原反应生成四价钒,形成双齿螯合物草酸氧钒,随着温度升高和反应时间的延长形成VO₂（B）纳米片;由于生长基元的-OH生长缺陷点、水分子配体生长缺陷点引起结构重排,VO₂（B）逐渐转变成VO₂（R）。3、采用直接改性法与活化改性法分别制备了SA-VO₂表面改性粉体。同等条件下,提高超声改性时间能提高亲油化度,SA的添加量有一最佳值,当超过最佳值时时亲油化度提高不大;甲苯、乙酸乙酯是直接改性的良溶剂,能制得疏水亲油的SA-VO₂,降低VO₂表面极性,减少团聚。应用正交试验L9（34）优化活化改性制备SA-VO₂的改性条件,发现改性介质类型是重要的影响因子;改性剂用量与活化剂用量次之;在固定改性介质的用量时,优化条件为乙醇作溶剂,SA用量为12%、0.1M NaOH活化剂2.5mL。与直接改性相比,活化改性有利于V-OH向V-O-V转化,SA-VO₂表面V-OH键合了更多SA,亲油化度分散体系稳定性更好,贮存粒径更小。直接改性与活化改性制备SA-VO₂改性机理都是化学键合。直接改性法反应无需水、酸碱等参与,SA中的羧羟基氧上的孤对电子与钒的空轨道形成配位键,羧羟基上的氢质子转移到V=O上形成V-OH,再接着SA羧羟基与V-OH脱去一分子水成键,在非水介质中可得到良好的亲油化度。活化改性机理包括VO₂表面羟基化、羟桥连作用、氧桥合作用等反应历程,可解释极性介质中以乙醇为改性介质能得到良好的改性效果,而用乙酸乙酯与甲苯则难以得到好的亲油化度。