[發(fā)明專利]反向水解沉淀制備納米二氧化釩的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011110957.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112266018A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉波;彭穗;李道玉;姚潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都先進(jìn)金屬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C01G31/02
• 分類號(hào): C01G31/02;B82Y40/00
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 伍云萍

本發(fā)明屬于二氧化釩制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種反向水解沉淀制備納米二氧化釩的方法。針對(duì)現(xiàn)有化學(xué)沉淀法制備二氧化釩難以得到結(jié)晶度高，均一性好，粒度小的納米二氧化釩的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種反向水解沉淀制備納米二氧化釩的方法，包括以下步驟：a、取氫氧化鈉溶液，攪拌下滴加四價(jià)釩溶液至溶液pH值至7～8.5；b、離心，洗滌，干燥，研磨得到前驅(qū)體粉末；c、加入乙醇溶液，水熱反應(yīng)12～24h，冷卻至室溫，離心，分離得到M相VO₂粉體。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作方便，制備成本低，可以快速大量的制備二氧化釩，VO₂具有純度高、粒度分布均一、結(jié)晶性好的優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛的應(yīng)用于智能窗、光電開(kāi)關(guān)、熱敏電阻等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二氧化釩制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種反向水解沉淀制備納米二氧化釩的方法。

背景技術(shù)

化學(xué)沉淀和水熱法是納米粉體液相制備最常用的兩種方法，化學(xué)沉淀主要是采用四價(jià)釩源，在沉淀劑的作用下，發(fā)生水解沉淀得到氫氧化氧釩或者堿式碳酸氧釩前驅(qū)體，再將前驅(qū)體晶化得到目標(biāo)產(chǎn)物，晶化的方式主要有兩種，一種是通過(guò)高溫?zé)崽幚恚嬖谀芎母撸a(chǎn)物燒結(jié)，均一性差的問(wèn)題；另一種是水熱晶化，利用水熱反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)可制得粒度均一，結(jié)晶度好的納米粉體，但這一過(guò)程中，前驅(qū)體的分散性，均一性很大程度上決定了最終產(chǎn)物的分散性和均一性。因此，如何簡(jiǎn)單，快速制備出粒度分布窄，分散性好的前驅(qū)體至關(guān)重要。水熱法通常是以五氧化二釩為原料，加入還原劑，通過(guò)高溫高壓水溶液中還原反應(yīng)制得二氧化釩，此方法最大問(wèn)題在于釩溶液濃度高時(shí)制得產(chǎn)物粒徑大，釩溶液濃度低時(shí)，產(chǎn)物收率又特別低。除此之外，還存在過(guò)度還原生成三氧化二釩的問(wèn)題，以及對(duì)還原劑的純度要求也比較高。

專利CN101734720A公開(kāi)了一種二氧化釩超細(xì)粉體的制備方法，該方法提出采用N₂H₄·2HCl和草酸在鹽酸介質(zhì)中還原，制得二氯氧釩溶液，向二氯氧釩溶液中加入碳銨，水解制得堿式氧釩碳酸銨前驅(qū)體，將其超聲破碎至小于2μm后，置于氮?dú)鈿夥諣t中加熱分解得到二氧化釩粉體。該方法采用化學(xué)沉淀-高溫?zé)崽幚淼乃悸罚m然前驅(qū)體在超聲中破碎，但仍然改變不了熱處理過(guò)程中存在粉體部分燒熔，局部團(tuán)聚嚴(yán)重，均一性差的問(wèn)題；同時(shí)由于其涉及到高溫?zé)崽幚恚€存在著能耗高的問(wèn)題。

專利CN104724757A公開(kāi)了一種基于溶劑熱低溫直接合成金紅石相二氧化釩納米粉體的方法，將含有質(zhì)量比為100：(1～10)：(1～5)的溶劑、助溶劑、和釩源的均一溶液在150～240℃進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)2～24小時(shí)后將反應(yīng)產(chǎn)物離心、洗滌和干燥制備得到金紅石相二氧化釩納米粉體。其中溶劑為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、異丙醇和正丁醇中至少一種；釩源為乙酰丙酮氧釩、草酸氧釩、硫酸氧釩、四氯化釩和二氯化釩至少一種；助溶劑為過(guò)氧化氫、稀鹽酸、氫氧化鈉、氨水、稀硫酸、碳酸氫鈉和碳酸氫銨中的任意一種。該方法雖然采用四價(jià)釩為釩源，卻并沒(méi)有涉及水解沉淀過(guò)程，而是溶劑熱法，一般溶劑熱法存在有機(jī)溶劑昂貴、對(duì)人體和環(huán)境危害大、產(chǎn)量小，不適宜工業(yè)化應(yīng)用的缺點(diǎn)。

專利CN101391814A公開(kāi)了一種金紅石相二氧化釩粉體的制備方法，該方法提出向釩離子濃度為0.05～1.5M的硫酸氧釩或草酸氧釩或二氯氧釩溶液中加入1～10％(摻雜劑和釩離子摩爾百分比)的摻雜劑，而后將溶液移入水熱反應(yīng)釜中，于200～300℃下反應(yīng)1～7天。該方法省略了前驅(qū)體的制備，直接一步從溶液中結(jié)晶出二氧化釩，雖然工藝簡(jiǎn)單，但反應(yīng)周期過(guò)長(zhǎng)，同時(shí)產(chǎn)物粒徑會(huì)過(guò)度生長(zhǎng)，達(dá)到微米級(jí)，不適用于推廣應(yīng)用。

可見(jiàn)，目前還沒(méi)有一種方法能夠制備分散性和均一性好的前驅(qū)體，進(jìn)而得到結(jié)晶度高，均一性好，粒度小的納米二氧化釩，亟待開(kāi)發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為：現(xiàn)有化學(xué)沉淀法制備二氧化釩由于制備前驅(qū)體不容易控制分散性和均一性，難以得到結(jié)晶度高，均一性好，粒度小的納米二氧化釩的問(wèn)題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：提供一種反向水解沉淀制備納米二氧化釩的方法。該方法包括以下步驟：