三氧化铀的分类以及合成方法

2025年04月24日 阅读量:142

化学词典告诉你三氧化铀的分类和合成方法。三氧化铀也被称为“氧化铀酰”。化学UO3。分子量286.03。橙红色斜方形晶体。相对密度为7.29。不溶于水,溶于盐酸和硝酸盐。制备方法:在硝酸铀酰水溶液中慢慢加入氨,沉淀沉淀,过滤和清洗沉淀,在空气中加热500℃。

三氧化铀分类

三氧化铀有六种晶体结构,只有γ在常压下,类型更稳定。α、β、γ、δ四种晶体类型在常压下加热时分解产生八氧化三铀。它们可以由铀酰化合物制成,如碳酸铀酰、草酸铀酰或硝酸铀酰热分解。六种晶体类型为:

(1)α类型,米色或橙色,红色晶体。正交结构。470~非晶三氧化铀在500℃温度下加热。

(2)β类型,橙色或红色晶体。单斜结构。α型加热(500~550℃)可得。

(3)γ类型,黄色晶体。常压下比较稳定;其他晶型的三氧化铀可以在4MPa和650℃的氧压下制成。

(4)δ类型,立方晶体。375~410℃由β-氢氧化氧铀[β-UO2(OH)2]分解而得。

(5)ε砖红色三斜晶体,400℃分解为八氧化三铀。250~在375℃下,由八氧化三铀与二氧化氮反应制成。

(6)非晶形、橙色固体,450℃分解成八氧化三铀。三氧化铀是由硝酸铀酰水溶液直接热分解脱硝而成的。也可以将草酸铀酰加热到400℃。

三氧化铀合成法

由于制备方法的不同,无水三氧化铀有许多不同的相,但无论哪种相,经过高温加热,均分解为八氧化三铀U3O8。

制法1 α-UO3、β-UO3、γ-UO3:

将精制硝酸双氧铀UO2(NO3)2.6H2O放入干净的蒸发容器中,在空气中加热,从室温慢慢上升到500℃。硝酸盐熔化后,分解成氧化物,在500℃下烧结12小时,然后迅速冷却α-UO3。若慢慢升温(3)~5℃/min)至500℃,连续加热2~3周后,炉内自然冷却至室温,可制成晶体γ-UO3。若快速升温[(30)~40)℃/min],就生成β-UO3,但如果在500℃下连续加热很长时间(几周),就会慢慢变成γ-UO3,已知γ-UO3在1.01×氧分压在103kPa以下是最稳定的形式。

δ-UO3:在反应管中加热无水三氧化铀(任何相等)和水封,直到200~280℃反应。反应产生的产物(β-UO3.H2O等。)在空气中375℃下加热24h以上时,即可制备δ-UO3。

ε-UO3:将U3O8加热到NO2气流中的250~375℃,可得到ε-UO3。

ζ-UO3:可以在LiClo4中制备金属铀ζ-UO3。

η-UO3:将UO3在2961atm氧气中加热至1100℃η-UO3。

制法2β-UO3的制法

在pH=7中加入硝酸双氧铀溶液中的氨~黄色二铀酸铵沉淀在10范围内产生,在空气中加热至500℃,产生β-UO3。一般情况下,在这种情况下β-UO3很容易转化为γ-UO3是由含氨盐经热分解产生的β-UO3相对稳定。

非晶型UO3、α-UO3的制法。

在硝酸过氧化铀溶液中加入过氧化氢,产生过氧化铀UO4.4H2O(当温度超过70℃时,产生UO4.2H2O)。将过氧化铀彻底清洗干净,去除硝酸盐离子后,在50℃以下干燥,放入蒸发皿中,在空气中缓慢加热至400℃(200℃)~225℃分解为氧化物),并保持1~2h,过氧化物完全分解,制成非晶三氧化铀。

如果过氧化铀没有完全清洗干净,就会有相当量的硝酸盐离子(约5%)。在50℃以下干燥后,在空气中加热,在200℃时产生非晶三氧化铀水合物,在400℃时产生水合物α-UO3。如果在550℃时加热1~2h即可获得结晶性α-UO3。即使在550℃以下长时间加热,三氧化铀水合物也不会完全分解,但在600℃以上,温度必须保持在525~在575℃范围内。

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