一种无水二氯氧钒的制备方法技术

本发明专利技术提供一种无水二氯氧钒的制备方法，包括以下步骤：步骤1.将钒源和磷源加水混合后加热，其中钒、磷和水的摩尔比为V：P：H2O＝1:1

【技术实现步骤摘要】
一种无水二氯氧钒的制备方法


[0001]本专利技术涉及二氯氧钒技术，尤其涉及一种无水二氯氧钒的制备方法。

技术介绍

[0002]二氯氧钒钒是一种重要的金属，具有许多的优良性能，被广泛地应用于各个领域中。世界上约有85wt％的钒应用于钢铁行业，其余约15wt％主要用于航空合金、钒电池、化学工业、催化剂等行业中。二氯氧钒在有机化工中有着非常重要的作用，可作为生产二碳含氧化合物的催化剂。
[0003]无机化学丛书中阐述了一种制备二氯氧钒的方法，即在一支封闭的管中于400℃下用锌粉还原VOCl3，可以得到VOCl2。也可以用氢做还原剂，目前较为有效的制备方法是使V2O5、VCl3和VOCl3按式1反应：
[0004]V2O5+3VCl3+VOCl3→
6VOCl2[0005](式1)
[0006]上述反应的时间很长，要经过4
‑
5天，而且VCl3和VOCl3已经很难制备了，因此采用这种方法工业化生产二氯氧钒几乎不可能。
[0007]因此，亟待一种能够用于二氯氧钒工业大规模生产的方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于，针对目前无法工业化大规模生产二氯氧钒的问题，提出一种无水二氯氧钒的制备方法，该方法工艺简单，易于合成，产品纯度高，同时该方法通过焙烧去除水分，进一步保证了产品的纯度。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种无水二氯氧钒的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1.将钒源和磷源加水混合后加热至70
‑
120℃,优选80
‑
100℃，其中钒、磷和水的摩尔比为V：P：H2O＝1:1
‑
1.5:1
‑
2；
[0011]步骤2.向体系中加碱调节pH至0.5<pH<4，搅拌1
‑
4h，产生沉淀；
[0012]步骤3.过滤，洗涤，烘干制备得到无定形VOHPO4；
[0013]步骤4.将无定形VOHPO4在惰性气氛下焙烧，焙烧温度200
‑
400℃，焙烧时间1
‑
3h，制备得到(VO)2P2O7；
[0014]步骤5.将(VO)2P2O7和氯源混合；在500
‑
700℃下焙烧1
‑
4h，制备得到VOCl2气体，冷凝收集得到VOCl2液体。反应式如式2所示。
[0015](VO)2P2O7+2CaCl2＝2VOCl2+Ca2P2O7[0016](式2)
[0017]进一步地，步骤1所述钒源为四氧化二钒、硫酸氧钒、二氯氧钒和草酸氧钒中的一种或多种的混合。
[0018]进一步地，步骤1所述磷源为磷酸、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵和磷酸铵中的一种或
多种的混合。
[0019]进一步地，步骤1所述钒、磷和水的摩尔比为V：P：H2O＝1:1.
‑
1.3:1
‑
1.5。
[0020]进一步地，步骤2所述碱为氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种混合。步骤2加碱调节pH至0.5<pH<4.0，优选1.0<pH<3.0。
[0021]进一步地，步骤3所述洗涤：采用纯水洗涤两次；所述烘干温度为40
‑
100，烘干时间为1
‑
4h。
[0022]进一步地，步骤4所述惰性气氛为氮气和/或氩气。
[0023]进一步地，步骤4所述焙烧温度250
‑
300℃，焙烧时间2
‑
3h。
[0024]进一步地，步骤5所述氯源为碱金属氯化物和/或金属氯化物，优选的所述氯源为氯化钙、氯化钠和氯化钾中的一种或多种的混合。
[0025]进一步地，步骤5所述(VO)2P2O7和氯源中的V：Cl摩尔比为1:2
‑
3，优选的V：Cl摩尔比为1:2
‑
2.5。
[0026]进一步地，步骤5所述(VO)2P2O7和氯源通过研磨混合，在500
‑
600℃下焙烧2
‑
3h。
[0027]进一步地，步骤5所述冷凝条件为常温冷凝或冷水冷凝。
[0028]本专利技术的第二个目的还公开了一种无水二氯氧钒，采用上述方法制备而成。
[0029]本专利技术无水二氯氧钒的制备方法，与现有技术相比较具有以下优点：
[0030]1)本专利技术焙烧温度低，对设备没有过高要去，制备成本低；
[0031]2)本专利技术焙烧过程去除水分，焙烧后不再引入水分，有效保证了产品的纯度；
[0032]3)本专利技术氯源使用化合物，不使用氯气等有毒有害气体，对环境友好。
附图说明
[0033]图1为(VO)2P2O
7 XRD检测结果；
[0034]图2为VOCl2晶体XRD检测结果。
具体实施方式
[0035]以下结合实施例对本专利技术进一步说明：
[0036]实施例1
[0037]本实施例公开了一种无水二氯氧钒的制备方法，包括以下步骤：
[0038]步骤1、分别称取四氧化二钒，磷酸，水，按V：P：H2O(摩尔比)＝1:1.1:1.1；混合上述原料，水浴80℃搅拌1h；
[0039]步骤2、向步骤1的混合液中加入氨水调节PH为1.0；恒温继续搅拌2h制备得到沉淀VOHPO4；
[0040]步骤3、对沉淀过滤，采用纯水洗涤两次，60℃烘干2h制备得到无定形VOHPO4；
[0041]步骤4采用管式炉氩气气氛250℃焙烧无定形VOHPO4，焙烧2h，制备得到(VO)2P2O7，(VO)2P2O
7 XRD检测结果如图1所示；
[0042]步骤5、称量(VO)2P2O7和氯化钙按V：Cl摩尔比为1:2进行混合，充分研磨30min；将混合物放入反应器中，在500℃下，焙烧2h制备得到VOCl2气体；制备得到的VOCl2气体采用水冷冷凝在收集器中，得到无水晶体VOCl2。
[0043]本实施例制备得到的VOCl2晶体的XRD图如图2所示。
[0044]实施例2
[0045]本实施例公开了一种无水二氯氧钒的制备方法，包括以下步骤：
[0046]步骤1、称取硫酸氧钒，磷酸一氢铵，水，按V：P：H2O(摩尔比)＝1:1.2:1.3进行；混合上述原料，水浴85℃搅拌1h；
[0047]步骤2、向步骤1的混合液中加入氨水调节PH为2.0；恒温继续搅拌2h制备得到沉淀VOHPO4；
[0048]步骤3、对沉淀过滤，采用纯水洗涤两次，70℃烘干2h制备得到无定形VOHPO4；
[0049]步骤4、采用管式炉氩气气氛250℃焙烧无定形VOHPO4，焙烧2h，制备得到(VO)2P2O7；
[0050]步骤5、称量(VO)2P2O7和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无水二氯氧钒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.将钒源和磷源加水混合后加热至70
‑
120℃，其中钒、磷和水的摩尔比为V：P：H2O＝1:1
‑
1.5:1
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2；步骤2.向体系中加碱调节pH至0.5<pH<4，搅拌1
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4h，产生沉淀；步骤3.过滤，洗涤，烘干制备得到无定形VOHPO4；步骤4.将无定形VOHPO4在惰性气氛下焙烧，焙烧温度200
‑
400℃，焙烧时间1
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3h，制备得到(VO)2P2O7；步骤5.将(VO)2P2O7和氯源混合；在500
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700℃下焙烧1
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4h，制备得到VOCl2气体，冷凝收集得到VOCl2液体。2.根据权利要求1所述无水二氯氧钒的制备方法，其特征在于，步骤1所述钒源为四氧化二钒、硫酸氧钒、二氯氧钒和草酸氧钒中的一种或多种的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚俊龙，曾繁武，刘国昌，许盛，
申请(专利权)人：大连博融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：