二氧化钒（VO₂）是一种具有热致相变特性的功能材料,其相变温度接近于室温,在相变温度处发生金属-绝缘体转变并伴有光、电性能的突变,在智能窗、伪装隐身、航天器热控、光电开关以及信息存储等领域具有广阔的应用前景。然而VO₂仍面临着高纯单相VO₂纳米粉体难以可控制备、中远红外特性规律不清、可见光颜色不利于应用和难以实现图案化等诸多问题。本文通过一步水热法成功制备了纯的单斜相VO₂粉体,并对其进行改性分别得到了W掺杂的VO₂粉体和VO₂/ZnS核壳结构纳米粉体。对制备得到的VO₂粉体的光电特性进行了研究,并进一步探索了其机理。最后采用喷墨打印技术将VO₂墨水打印成涂层,探究涂层的可见近红外特性和中远红外特性,为其在智能窗和伪装隐身上的应用提供重要参考价值。论文主要分为如下四个部分:（1）VO₂粉体的制备研究以五氧化二钒为钒源,草酸为还原剂,将水热反应温度控制为285°C,反应时间为48 h,采用一步水热法即可制备得到纯的VO₂微米粉体。本文通过考察前驱物的比例、反应温度和反应时间等对产物组成和形貌的影响,探索其水热制备机理。进一步利用还原性较强的盐酸联氨为还原剂,成功制备了平均粒径大小为65.7 nm的VO₂纳米粉体。并且通过W掺杂可有效降低其相变温度,W的有效掺杂量为1.73%时,其相变温度降低为43.2°C。最后采用原位X射线衍射（XRD）和原位拉曼（Raman）监测了VO₂纳米粉体的可逆相变过程,加深了对其相变机理的理解。差示扫描量热（DSC）循环测试进一步表明VO₂纳米粉体具有良好的相变可逆性和稳定性。（2）VO₂纳米粉体的红外光学性能研究利用变温傅里叶红外（FTIR）光谱研究了纯的VO₂纳米粉体和W掺杂的VO₂纳米粉体相变过程中的红外光学性能。结果表明:纯的VO₂相变前后,VO₂的红外发射率发生突变,在中红外（3-5μm）和远红外（8-14μm）波段其红外发射率突变量分别为0.34和0.46;掺杂1 at.%W的VO₂在中远红外波段的发射率突变量分别为0.27和0.30,掺杂2 at.%W的VO₂在中远红外波段的发射率突变量分别为0.17和0.28。并进一步通过红外热像仪考察了其辐射温度的变化,当实际温度为95°C时,VO₂薄片和参考样V₂O₅薄片在中波红外和长波红外的辐射温差分别达到17°C和30°C,具有良好的自适应红外伪装效果。采用透射电镜技术结合变温电阻测量的方法对其发射率变化的机理进行了探究。最后考察了VO₂纳米粉体的耐环境性能,结果表明其具有良好的热稳定性、抗氧化性和耐湿性,为其应用奠定了基础。（3）VO₂/ZnS核壳结构纳米粉体的制备与光学性能研究首次以具有热致变红外发射率特性的VO₂纳米粉体为核,红外透明的ZnS为壳,采用均匀沉淀法,成功制备了VO₂/ZnS核壳结构纳米颗粒,并对其形成机理进行了探讨。制备得到的VO₂/ZnS核壳结构纳米粉体不仅颜色发生了改变,从蓝黑色变为灰绿色,更适宜于林地背景的可见光伪装;而且依然具有热致变红外发射率特性,在3-5μm和8-14μm波段的红外发射率突变量分别为0.24和0.28;另外由于ZnS的包覆,能够阻挡O₂扩散进入内部,保护了内层的VO₂,提高了抗氧化性,其开始氧化的温度从290°C增加到385°C。（4）基于VO₂纳米粉体的喷墨打印墨水制备及其光学性能研究以VO₂纳米粉体为原料,通过配方设计,制备出平均粒径大小为77.23 nm,黏度和表面张力分别为8 mPa·s和26.8 mN·m^-1的VO₂墨水。该墨水分散稳定,在室温下静置储存6个月,其理化性质几乎保持不变,满足喷墨打印的要求。通过商业喷墨打印机将该墨水打印到打印纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和纳米多孔聚乙烯（NanoPE）等柔性基底上,得到了数字化和图案化的VO₂涂层。该涂层边缘清晰,精度较高,纳米颗粒均匀分散在涂层中,粗糙度较小。在PET基底上打印的VO₂涂层具有优异的太阳能调控能力,打印3遍的VO₂涂层的太阳能调制能力ΔT_sol为15.31%,可见光透过率T_lum为29.80%,优于现有的绝大多数VO₂涂层和薄膜。在红外透明基底NanoPE上打印的VO₂涂层具有优异的红外开关特性。打印1遍、2遍、3遍、4遍和5遍的涂层相变前后其红外透过率变化值分别为7.50%、9.82%、11.60%、14.68%和18.79%。这些结果证明了通过喷墨打印技术大规模制备基于VO₂的光电器件的可行性,同时也为大规模制备数字化和图案化VO₂智能材料提供了指导作用。