草酸氧釩，化學(xué)名稱乙二酸氧釩，也稱草酸釩或草酸釩酰，是一種釩精細化工高端產(chǎn)品，主要用做含釩催化劑的生產(chǎn)原料、二氧化釩智能光電轉(zhuǎn)換材料的中間體、磷酸釩鋰高能電池材料的生產(chǎn)原料、化學(xué)試劑、納米材料、釉料、高純釩化合物的制備。目前，草酸氧釩制備工藝僅見于V2O4前驅(qū)體的制取過程，未見草酸氧釩制備方面系統(tǒng)的實驗研究，專門的生產(chǎn)工藝未見文獻報道。隨著草酸氧釩產(chǎn)品在催化劑等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，草酸氧釩產(chǎn)品的技術(shù)標準必然形成。開發(fā)高附加值的釩精細化工產(chǎn)品，拓展釩在非鋼領(lǐng)域的應(yīng)用，對釩產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。
合成方法
將五氧化二釩與水按比例配制為漿液后加熱反應(yīng)，反應(yīng)完成后測定VO2+與C2O42-的摩爾比，加入草酸或五氧化二釩調(diào)節(jié)VO2+與C2O42-的摩爾比為1:1，得到草酸氧釩粗制液；凈化后調(diào)整為目標濃度得到草酸氧釩溶液，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶制得草酸氧釩晶體粗品，低溫干燥后得到草酸氧釩晶體[1]。
物化性能
草酸氧釩為藍色粉末，由其SEM照片可見， 表觀形貌為無規(guī)則塊狀顆粒， 一次粒徑約為2～3μm，測得的中值粒徑(d50)為11μm， 且90％以上的顆粒團聚粒徑＜30μm。TGA-DSC熱分解過程分析表明， 室溫至120℃范圍內(nèi)，DSC曲線出現(xiàn)較大的吸熱峰，該過程為樣品失去表面的自由水（失重百分數(shù)為8.78％）；120～160℃范圍內(nèi)，樣品失重為21.88％，DSC曲線出現(xiàn)較大的吸熱峰，樣品失去結(jié)晶水，根據(jù)失重百分數(shù)可知晶體中完全失去2個結(jié)晶水（理論值為18.85％），與樣品的XRD衍射結(jié)果相符；160～380℃范圍內(nèi)，樣品 失重60.12％，DSC曲線出現(xiàn)較大的吸熱峰，此時VOC2O4發(fā)生熱分解，根據(jù)失重百分數(shù)推測分解產(chǎn)物為VO(理論失重56.77％)；再升高溫度，樣品失重基本穩(wěn)定[2]。
應(yīng)用
首次采用氨解草酸氧釩(VOC2O4·H2O)前驅(qū)體的方法成功制備出了平均粒徑50nm左右的立方相VN粉體。通過X射線衍射測試分析了溫度、時間和氨氣流量對氮化釩形成的影響。用透射電鏡(TEM)觀察和分析了氮化釩粉體的形貌和結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明,在600～850℃前驅(qū)體均能氨解成VN,隨氨解溫度的升高,VN形成的時間顯著縮短,750℃的溫度下,10min就可以氨解完全。氨氣流量可控制在40ml/min以上,表明該方法具有氨解溫度低、氨氣流量少和產(chǎn)物純度高的特點[3]。
參考文獻
[1] 萬龍飛. 草酸氧釩制取實驗研究[C]//第三屆釩產(chǎn)業(yè)先進技術(shù)研討與交流會論文集. 2015:13-19.
[2] 張健,朱兆武,雷澤,等. P507萃取純化V(Ⅳ)制備草酸氧釩及其物化性能[J]. 高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報,2019,40(4):740-746. DOI:10.7503/cjcu20180528.
[3] 任哲崢,黃維剛. 氨解草酸氧釩制備納米氮化釩粉體[C]//第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集. 2007:2112-2113.