与其费心思找其他不明条件凌空蹈虚的代用品,不如花时间研究怎么获得五氧化二钒。能从试剂代购处直接买到自然是善莫大焉,实在没办法就自制。这并不是一句空话,我原本打算将制备五氧化二钒放在催化剂制备前面。V2O5的制备可以从偏钒酸盐入手,偏钒酸铵被列入危险品,但正/偏钒酸钠是不管制试剂,我们可以使用水解沉钒法和铵盐沉钒法。水解沉钒法是工业上最早的沉钒方法,钒酸钠溶液随着溶液的酸性增加逐步水解,生成多钒酸钠沉淀。向净化后的钒酸钠溶液中加入硫酸或者盐酸,调节溶液的pH值1-2,在加热煮沸并搅拌的条件下沉淀出红棕色的多钒酸钠(xNa2O·yV2O5·nH2O),即“红饼”。钒的水解沉钒反应比较复杂。水解机理为当向含钒溶液加入硫酸时,钒酸钠首先转化成络合硫酸盐(V2O5·2H2SO4),然后加热搅拌发生水解而析出水合五氧化二钒。
这种方法制得的五氧化二钒含有约10%的多钒酸钠,需要多次水洗或离子交换树脂脱钠,纯度较低基本被淘汰。论坛上有个帖子声称自己能轻松合成钒酸水溶液,我估计他想要通过水解沉钒法制备五氧化二钒,坛友建议的直接蒸干显然是不正确的。现在更多应用的是铵盐沉钒法,使用可溶性铵盐沉淀偏钒酸铵。我推荐使用硝酸铵,因为偏钒酸铵溶解度较小但并非微溶,硝酸铵可固体加入减少溶液量,更好促进偏钒酸铵析出。
有了偏钒酸铵,我们还得在450-550℃煅烧2h才能得到五氧化二钒,时间不够会产生复杂的水合氨钒盐,锑度上说的200℃分解与一条简单的方程式毫无根据可言。工业上使用回转窑在550℃煅烧水合五氧化二钒或偏钒酸铵7小时,也有直接将五氧化二钒熔融脱氨,最终得到红色/黑色片状工业五氧化二钒。其实偏钒酸铵也能买,就是贵点。
在购买偏钒酸钠时我遭遇了业余采购生涯中最惨痛的失败。我阅读大量钒系催化剂文献后装作采购原料的人在1688上购买工业偏钒酸钠,买了五次都是假的(某多多也是)。检验的最简单方法就是溶解后加硫酸,水解沉钒是立竿见影的,不变色就有鬼了。诸位若想自制V2O5的话还是尽量买试剂级的。
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