本发明涉及一种制备磷酸氢氧钒的方法。
背景技术：
通常，钒基磷酸盐因其具有复杂的结构特点而被用作复合催化剂材料，可广泛应用于烷烃选择性氧化反应，特别在以四个碳原子的丁烷、丁烯和丁二烯(简述为“C4烃”)为原料制备马来酸酐中具有重要应用。磷酸氢氧钒(VOHPO4)是制备具有催化活性的焦磷酸氧钒((VO)2P2O7)重要的前驱体材料。
目前，磷酸氢氧钒主要通过如下方法来制备：首先将磷酸水溶液与五氧化二钒加热回流来制备磷酸氧钒(VOPO4)，然后由磷酸氧钒(VOPO4)制备得到磷酸氢氧钒(VOHPO4)。但是，因为五氧化二钒在磷酸溶液中的溶解度较小，且反应时间较长，所以该制备磷酸氢氧钒的方法不利于工业化生产。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
本发明的目的之一在于解决五氧化二钒在磷酸溶液中的溶解度较小且与磷酸反应制备磷酸氧钒的时间较长的技术问题。
本发明提供了一种制备磷酸氢氧钒的方法。所述方法包括以下步骤：
(i)使硫酸氧钒或氯化氧钒与碱反应，得到氢氧化氧钒；
(ii)使氢氧化氧钒与磷酸反应，得到磷酸氢氧钒。
在本发明的一个示例性实施例中，所述步骤(i)包括：用碱将硫酸氧钒或氯化氧钒的水溶液的pH值调整至5～7以得到氢氧化氧钒沉淀，并收集氢氧化氧钒沉淀。
在本发明的一个示例性实施例中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水中的一种或两种以上的组合。
在本发明的一个示例性实施例中，所述步骤(ii)包括：将氢氧化氧钒与磷酸水溶液混合，并进行加热回流，从而得到磷酸氢氧钒。
在本发明的一个示例性实施例中，所述磷酸水溶液的用量是使得氢氧化氧钒完全反应的理论用量的1.03～1.5倍。
在本发明的一个示例性实施例中，所述加热回流的步骤包括：将氢氧化氧钒与磷酸水溶液的混合物加热至120℃～220℃，并执行回流2小时至6小时。
本发明提供了一种制备磷酸氢氧钒的方法，该方法采用硫酸氧钒和氯化氧钒为原料，从而避免了五氧化二钒在磷酸溶液中的溶解度较小的问题，且该方法操作简单，缩短反应时间，有利于工业化生产。
附图说明
图1是本发明的制备磷酸氢氧钒的方法的示意性流程图。
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例和附图来详细说明本发明的制备磷酸氢氧钒的方法。
参照图1，本发明的制备磷酸氢氧钒的方法包括：使硫酸氧钒(VOSO4)或氯化氧钒(VOCl2)与碱反应，从而得到氢氧化氧钒(VO(OH)2)；然后使氢氧化氧钒与磷酸反应，从而得到磷酸氢氧钒。
在根据本发明的制备磷酸氢氧钒的方法中，可以通过用碱将硫酸氧钒或氯化氧钒的水溶液的pH值调整至5～7以得到氢氧化氧钒沉淀。
在根据本发明的制备磷酸氢氧钒的方法中，使用的碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水中的一种或两种以上的组合。碱的加入只要可使硫酸氧钒或氯化氧钒的水溶液的pH值为5～7以产生氢氧化氧钒沉淀即可。
在根据本发明的制备磷酸氢氧钒的方法中，还可以收集氢氧化氧钒沉淀。可以通过过滤或离心分离来收集氢氧化氧钒沉淀。还可以洗涤收集的氢氧化氧钒。可以用水或诸如甲醇、乙醇、丙酮等的有机溶剂洗涤氢氧化氧钒。还可以干燥洗涤过的氢氧化氧钒。
在根据本发明的制备磷酸氢氧钒的方法中，可将氢氧化氧钒与磷酸水溶液混合，并进行加热回流，从而得到磷酸氢氧钒，其中，加热回流过程可以采用油浴加热方式也可以采用水浴加热方式。
在根据本发明的制备磷酸氢氧钒的方法中，可将氢氧化氧钒与磷酸水溶液的混合物加热至120℃～220℃，并执行回流2h～6h。
在根据本发明的制备磷酸氢氧钒的方法中，磷酸水溶液的用量可是使得氢氧化氧钒完全反应的理论用量的1.03～1.5倍。
在根据本发明的制备磷酸氢氧钒的方法中，还可以收磷酸氢氧钒沉淀。该过程可以通过过滤或离心分离来收集磷酸氢氧钒沉淀。还可以洗涤收集的氢氧化氧钒。可以用诸如乙醇、丙酮等有机溶剂中的一种或两种以上的组合洗涤磷酸氢氧钒沉淀。还可以干燥洗涤过的氢氧化氧钒。可以在干燥箱中进行干燥处理。
下面结合具体示例来进一步详细描述本发明的示例性实施例。
实施例1：
称取163g硫酸氧钒固体溶于500ml水中，用氢氧化钠将溶液的pH调为6，溶液中产生氢氧化氧钒沉淀。过滤、洗涤氢氧化氧钒沉淀，将得到的氢氧化氧钒固体加入500ml磷酸中，油浴加热到160℃回流，反应4h，过滤并用乙醇洗涤，置于干燥箱中60℃干燥1h，得到磷酸氢氧钒(VOHPO4)固体。
实施例2：
称取205g硫酸氧钒固体溶于800ml水中，用氢氧化钾将溶液的pH调为7，溶液中产生氢氧化氧钒沉淀，过滤、洗涤氢氧化氧钒沉淀，将得到的氢氧化氧钒固体加入800ml磷酸中，油浴加热到180℃回流，反应3h，过滤并用丙酮洗涤，置于干燥箱中60℃干燥1h，得到磷酸氢氧钒(VOHPO4)固体。
综上所述，本发明提供了一种制备磷酸氢氧钒的方法，该方法采用硫酸氧钒和氯化氧钒为原料，从而避免了五氧化二钒在磷酸溶液中的溶解度较小的问题，且该方法操作简单，缩短反应时间，有利于工业化生产。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。