液相氢还原沉钒制备V_(2)O_(3)及其动力学研究

摘要

V_(2)O_(3)是制备氮化钒、氮化钒铁和钒铁重要原料。液相氢还原可直接从富钒液制备出V_(2)O_(3),具有短流程、绿色环保、能耗低的优点。本研究选择低成本的蒽醌和镍粉作为催化剂来替代PdCl_(2),蒽醌沉钒的主要产物为VO_(2)(H_(2)O)_(0.5),无法制备出V_(2)O_(3);镍粉沉钒能获得和PdCl_(2)相同的V_(2)O_(3)产物,沉钒率为99.87%。蒽醌、镍粉与PdCl_(2)催化液相氢还原反应活化能分别为188.83 kJ/mol、140.09 kJ/mol和38.07 kJ/mol。H_(2)分子在Ni或Pd表面发生裂解,同时H原子的s轨道与Pd、Ni的p轨道和d轨道发生了杂化,形成还原性较强的Pd—H或Ni—H键,Pd和Ni对氢气的化学吸附能分别为1.34 eV和2.04 eV;H_(2)在250-300℃发生裂解,其解吸活化能为9.699 4 kJ/mol。本研究采用镍粉可替代PdCl_(2)制备出纯度99.21%的V_(2)O_(3)产品。