[發明專利]一種硫酸氧釩的制備方法

無效

• 申請號: 200810012021.X
• 申請日: 2008-06-25
• 公開（公告）號: CN101613127A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 張華民
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能技術發展有限公司
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 馬 馳

技術領域

本發明涉及硫酸氧釩，具體地說是一種硫酸氧釩的制備方法。

背景技術

電能難以儲存而又不可缺少，任何時刻它的生產都要滿足用電需求，因此人們一直在尋找既經濟又可行的儲能技術，來解決供求之間的矛盾，使得電能的生產與需求脫鉤。另外電能存儲在電能管理、電網輔助服務、電壓控制、再生能源利用、大型不間斷電源等方面有著重要作用，若與大型火力發電聯合，可降低電站峰值容量、降低發電成本以及減小污染。若與風力、潮汐能等可再生能源發電聯合，可實現電能的連續平穩供給，滿足用戶需求。由于液流電池具有功率與容量分離的特點，易于設計，操作方便，逐漸成為最有前途的大中型規模電力存儲的首選之一。其中全釩氧化還原液流電池備受青睞。

澳大利亞新南威爾士大學(UNSW)化學工程和工業化學學院的MariaSkyllas-Kazacos從1985年開始發表對釩電池的研究成果，主要是采用硫酸氧釩作為電池的活性物質。現有的制備硫酸氧釩是用五氧化二釩加入硫酸加熱溶解，然后冷卻稀釋，再加草酸或亞硫酸來還原，最后通過蒸發結晶得到硫酸氧釩藍色粉末。以草酸作為還原劑的弊端是殘余草酸不易除去。而以亞硫酸作為還原劑，其弊端是亞硫酸濃度太小，反應中引入大量水分，增加了結晶的能耗；同時由于亞硫酸不穩定，容易在反應過程中逸出大量二氧化硫，污染環境。李林德等(專利申請號：021338086)公開的一種采用五氧化二釩和三氧化二釩來制備硫酸氧釩的技術。其弊端是三氧化二釩質量難以控制，產品質量很難保證。也有采用電解五氧化二釩和硫酸的工藝來制備硫酸氧釩，其投資較大，能耗高，不適于大規模生產。

發明內容

為了解決上述硫酸氧釩的制備過程中存在的種種問題，本發明提出了一種工藝簡單，成本低廉，便于大規模生產硫酸氧釩的新方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種硫酸氧釩的制備方法，以硫酸和五氧化二釩為原料，以聯胺或者羥胺為還原劑，具體操作步驟如下，

a)在硫酸溶液中加五氧化二釩，攪拌溶解；所述硫酸溶液的質量濃度為2～70％，五氧化二釩與硫酸的摩爾比為1∶0.2～1∶20；

b)在上述溶液中加入聯胺或羥胺，其與五氧化二釩的摩爾比為1∶0.1～1∶10；攪拌反應5分鐘～50小時；獲得的溶液可直接作為全釩液流電池的電解液；

c)將上述步驟b)所得的溶液按常規方法蒸發結晶，即得到藍色的硫酸氧釩晶體(VOSO₄.xH₂O)。

在步驟a)中硫酸溶液的質量濃度最好為10～70％；原料五氧化二釩純度大于等于95％，最好大于等于98％，其與硫酸的摩爾比最好為1∶0.5～1∶12

在步驟b)中，所述聯胺最好為水合聯胺；所述聯胺為硫酸聯胺，所述羥胺為硫酸羥胺；其與五氧化二釩的摩爾比最好為1∶0.2～1∶5。

其反應方程式如下：

V₂O₅+H₂SO₄＝(VO₂)₂SO₄+H₂O

2(VO₂)₂SO₄+NH₂NH₂H₂SO₄+H₂SO₄＝4VOSO₄+N₂↑+4H₂O或者

(VO₂)₂SO₄+(NH₂OH)₂H₂SO₄＝2VOSO₄+N₂↑+4H₂O

本發明具有如下優點：

1.采用常見化工原料五氧化二釩，硫酸等原料制備硫酸氧釩或全釩液流電池電解液，成本低廉；

2.本發明工藝簡單，反應速度快，對環境無污染，適合大規模生產；

3.反應副產物為氮氣，對體系和環境無不良影響；

4.本發明工序控制容易，無需復雜設備投資，可以大大推進全釩液流儲能電池的商業化應用進程。

具體實施方式

實施例1