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三氧化鈾
鎖定
- 中文名
- 三氧化鈾
- 英文名
- uranium trioxide
- 別 稱
- 氧化鈾酰
- 化學式
- UO3
- 分子量
- 286.03
- CAS登錄號
- 1344-58-7
- 水溶性
- 不溶於水
- 密 度
- 7.29
- 外 觀
- 黃色至橙色粉末
- 應 用
- 主要用於製陶瓷、玻璃和顏料等
- 危險品運輸編號
- 2912
三氧化鈾簡介
UO3=286.03,因製備方法及條件不同,共有六種同質異晶體及一種無定形物。最穩定變體為斜方型晶體,亮黃色,其餘變體為橙紅色。在高壓氧氣(40×101.325kPa)中灼燒各變體, 650℃時均轉變為黃色變體;常壓下灼燒時所有晶體都分解為八氧化三鈾。黃色變體分解温度為650~ 680℃。難溶於水,與水蒸氣作用得偏鈾酸。溶於無機強酸生成鈾酰鹽。在空氣中灼燒硝酸鈾酰(400~ 600℃)得黃色變體。
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三氧化鈾分類
(1)α型,米黃色或橙、紅色晶體。正交結構。在470~500℃温度下加熱非晶型三氧化鈾製得。
(2)β型,橙色或紅色晶體。單斜結構。α型加熱(500~550℃)可得。
(3)γ型,黃色晶體。常壓下較穩定;在氧壓4MPa和650℃下可由其他晶型的三氧化鈾製得。
(4)δ型,立方晶體。在375~410℃由β-氫氧化氧鈾[β-UO2(OH)2]分解而得。
三氧化鈾化學性質
UO3表現鹼性:UO3+2H+=UO22+ +H2O
UO3表現酸性:2UO3+2OH-=U2O72-+H20
2CF2Cl2 + UO3 → UF4 + CO2 + COCl2 + Cl2
4CFCl3 + UO3 → UF4 + 3COCl2 + CCl4 + Cl2
三氧化鈾合成方法
無水的三氧化鈾因製法的不同而存在着許多不同的相,但不論哪一種相,經高温加熱,均分解為八氧化三鈾U3O8。
製法1 α-UO3、β-UO3、γ-UO3:
將精製的硝酸雙氧鈾UO2(NO3)2·6H2O置於清潔的蒸發皿中,在空氣中加熱,慢慢從室温升至500℃,硝酸鹽熔融後即分解為氧化物,在500℃下燒結12小時,然後迅速冷卻,可得到α-UO3。若慢慢升温(3~5℃/min)至500℃,並連續加熱2~3周,然後在爐子中自然冷卻到室温,即可製得結晶性的γ-UO3。如果迅速升温[(30~40)℃/min],就生成β-UO3,但是如果在500℃下長時間(數週)連續加熱,就會慢慢轉變為γ-UO3,已知γ-UO3在1.01×103kPa以下的氧分壓下為最穩定的形態。
δ-UO3:將無水三氧化鈾(任何相均可)與水封於反應管中,加熱至200~280℃時進行反應。反應所製得的產物(β-UO3·H2O等)在空氣中375℃下加熱24h以上時,即可製得δ-UO3。
ε-UO3:將U3O8在NO2氣流中加熱至250~375℃,可得到ε-UO3。
ζ-UO3:將金屬鈾溶於LiClO4中可製備得到ζ-UO3。
η-UO3:將UO3在2961atm氧氣中加熱至1100℃可得到η-UO3。
製法2β-UO3的製法
將氨水加入到硝酸雙氧鈾水溶液中,在pH=7~10的範圍內生成黃色二鈾酸銨沉澱,將此沉澱在空氣中加熱至500℃,就生成β-UO3。一般情況下,在這樣的條件下β-UO3容易轉變為γ-UO3,但使用含氨的鹽經熱分解所生成的β-UO3比較穩定。
非晶型UO3、α-UO3的製法。
將過氧化氫加入到硝酸雙氧鈾水溶液中,生成過氧化鈾UO4·4H2O(温度在70℃以上時,就生成UO4·2H2O)。將過氧化鈾充分洗淨,徹底除去硝酸根離子後,在50℃以下進行乾燥,乾燥後放入蒸發皿中,在空氣中緩緩加熱至400℃(在200~225℃就分解為氧化物),並保持1~2h,過氧化物就完全分解,而製得非晶型的三氧化鈾。