硼化钒的生产方法

背景及概述^[1-2]

硼化钒是一种金属硼化物，六方系晶体。制法：由按配比的金属钒和单质硼在真空或惰性气氛中经高温反应制得。

金属硼化物可用于产生电池或燃料电池，其对于石油资源可以是备选能源。通过金属硼化物，比如硼化钒的多电子氧化的电化学能量储存技术可望替代基于单电子电荷储存的现有电池。与碳空气阴极耦联的硼化钒阳极的多电子氧化可提供卓越的电化学能量储存容量，这是由于其多电子电荷储存能力。

制备^[1]

步骤一、用于制备硼化钒的含钛的磁铁矿石的制备

将5g的含钛的磁铁矿石研磨成粉末并且与50ml的去离子水混合，以产生10％的含钛的磁铁矿石溶液。

步骤二、由含钛的磁铁矿石原位制备硼化钒

将来自步骤一的10ml的含钛的磁铁矿石溶液与30ml的2:1(v/v)乙醇和水的混合物在反应容器中在环境温度和压强条件下混合。将来自实施例3或4的1ml新鲜制备的四氯化钒添加至含钛的磁铁矿石溶液和乙醇和水的混合物。四氯化钒的添加导致五氧化二钒从含钛的磁铁矿石分离。在含钛的磁铁矿石与四氯化钒结合后，添加25ml的1M硼氢化钠至反应容器，以根据下述反应方案产生氧化钒(III)：

V₂O₅+2VCl₄+NaBH₄+H₂O→V₂O₃+NaCl₄+H₃BO₃+H₂O+Cl₂

在上面的反应方案中，硼氢化钠分解成偏硼酸钠和氢气(H₂)。在存在偏硼酸钠和氢气(H₂)的情况下，氧化钒(III)根据下述反应方案被还原成氧化钒(II)：

V₂O₃+VCl₄+NaBO₂+4H₂→VO+NaCl+H₃BO₃+H₂O

根据下述反应方案由氧化钒(II)原位形成钒纳米颗粒：

2VO+HCl+Cl₂+3NaBO₂+4H₂→V+3NaCl+H₃BO₃+H₂O

利用上面显示的每个连续还原反应，形成硼酸，其与钒纳米颗粒反应，以根据下述方案形成硼化钒：

V+2H₃BO₃+3H₂→VB₂+H₂O

使反应混合物在环境温度和压强孵育约48小时，导致硼化钒晶体的形成。

参考文献

[1][中国发明,中国发明授权]CN201380076562.8产生硼化钒的方法和其用途

[2]无机化合物百科