五氧化二钒

五氧化二钒（Vanadium pentoxide）是一种两性氧化物，又名钒酸酐，化学式为V2O5，是一种黄色至红色的结晶性粉末。与硫酸作用生成硫酸钒盐，与碱作用生成钒酸盐，并在不同PH值的溶液中形成不同颜色的多钒酸络合物。无味，有毒（钒化合物都有毒），微溶于水（在水中，在 25 °C 时为0.07 g/100 g水），溶于浓酸、碱，不溶于酒精，其水溶液呈淡黄色并显酸性。可由偏钒酸铵煅烧制得，五氧化二钒在颜料、合金材料的制备及电子电器和光学领域中均有广泛应用。^{[1][3][4][5][6]}

V2O5属正交晶系，Pmnm空间群，晶格参数为a=1.1510nm，b=0.3563nm，c=0.4369nm。通常认为链状的正方棱锥型VO5共边形成正交晶型的V2O5。这些链状结构是通过共角的方式联在一起，扭曲的多面体中有一条短的钒氧键(0.154nm)以及四个位于一组相距0.178-0.202nm的底面上的氧原子。为方便表达，将围绕在一个钒原子周围的氧原子分别标记为O1，O21，O23，O’23和O3。在一个畸变的八面体中包含有O’1原子，一条键长最短的V—O1键(0.154nm)和一条键长为0.281nm的V-O’1键。这些畸变的八面体在b方向上具有共同的中心，以共边的方式相连，并在a方向上形成链条。^[7]

五氧化二钒外观为黄色至红色的结晶性粉末，熔点为690℃，沸点为1750℃（大于1750℃时分解）。无味，微溶于水（在水中，在 25 °C 时为0.07 g/100 g水），不溶于酒精，其水溶液呈淡黄色并显酸性。^[1][3]

物质本身不可燃，有毒（钒化合物都有毒）。^[3]五氧化二钒是两性氧化物，易溶于强碱溶液，也溶于强酸。碱用量不同，产物颜色也不同。^[8]

V2O5 + 6OH- 2VO43- + 3H2O（正钒酸根，无色）^[9]

V2O5 + 2OH-2VO3- + H2O（加热条件下，偏钒酸根，黄色）^[9]

V2O5 + 2H+（强非还原性酸）2VO2+ + H2O（淡黄）^[9]

但是V2O5为强氧化剂，与还原性酸反应可被还原为四价钒。^[8]

V2O5 + 6HCl2VOCl2 + Cl2+ 3H2O（蓝色）^[9]

五氧化二钒作表面催化剂，与二氧化硫接触氧化可生成硫酸。^[10]

2SO2 + +O2 + 2H2O2H2SO4（五氧化二钒作催化剂）

五氧化二钒在活性炭作用下生成二氧化钒。^[11]

2V2O5 + C4VO2 + CO2

五氧化二钒与硫、氢、一氧化碳、氨气、天然气等作用生成三氧化二钒。^[6][12]

V2O5 + SSO2+ V2O3

V2O5 + 2H22H2O + V2O3

V2O5 + 2CO2CO2 + V2O3

钒精粉与纯碱高温焙烧（850℃）生成偏钒酸钠，加热（700℃）搅拌下再加入硫酸中和，制得五氧化二钒。^[4]

4（FeO·V2O5）+ 4Na2CO3 + 3O22Fe2O3 + 8NaVO3 + 4CO2

2NaVO3 + H2SO4V2O5 + Na2SO4 + H2O

五氧化二钒可由偏钒酸铵煅烧（400~500℃）或水与三氯氧化钒作用制得。^[8]

2NH4VO3 = V2O5 + 2NH3+ H2O

2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl

钒氧化物有各种颜色，V2O5为红色，四价钒盐为浅蓝色，其碱性衍生物一般为棕色或者黑色，三价钒盐为绿色，二价钒盐为紫色。在陶瓷器釉料中，钒是一种重要着色剂，可得红、绿、蓝、黄、琥珀等各种丰富的色彩，同时参与固相反应，并形成富钒玻璃相，对金光釉和凹釉形成起关键作用。^[5]

钒铝合金抗蚀性能好，综合机械力学性能优异及比强度高等特点，是航空、航天、火箭、导弹、原子能、航海及冶金工业中不可缺少的宝贵材料。高纯V2O5是制备钒铝合金的主要原料。同时也是生产钒铁的重要原料。^[5][13]

钒催化剂广泛用于硫酸生产、石油工业的有机化工原料合成和烟气脱硫脱氮处理。工业上常用的钒系催化剂的活性组分有钒氧化物、氯化物和配合物等多种形式，以高纯V2O5为主要成分的催化剂几乎对所有氧化反应都有效。五氧化二钒作表面催化剂，与二氧化硫接触氧化可生成硫酸。丙烯醛氧化制丙烯酸以及苯氧化制丁烯二酸酐等许多有机合成反应中，均使用五氧化二钒作为催化剂。^{[5][13][10][14]}

五氧化二钒在电子元件生产中是陶瓷型钒-钛系湿敏电阻的主要材料之一。在热补偿电容器瓷料中有V2O5的存在会导致烧成过程中使钛还原，在此是一种有害作用。在铌ní铋镁系低烧高频独石电容器瓷中能起到矿化剂和助熔剂的作用。还用于作数码管黑色Al2O3陶瓷衬板材料。是氧化镐电阻浆料中的掺杂剂。在硅化物电阻浆料中加入V2O5可改善电阻温度系数。五氧化二钒在锂离子固体电池中可作为正极材料。^[15][5]五氧化二钒、氧化钒等可做微测辐射热计中的传感材料，因其不需要制冷器和调制器、低功耗、低噪声、高可靠性和高清晰度，使其备受青睐。^[16]

急性毒性：大鼠经口半数致死剂量（LD50）:10mg/kg。^[17]

侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。^[17]

受热分解，放出刺激性烟雾和氧化钒烟雾。对呼吸系统和皮肤有损害作用。急性中毒：可引起鼻、咽、肺部刺激症状，接触者出现眼烧灼感、流泪、咽痒、干咳、胸闷、全身不适、倦急等表现，重者出现支气管炎或支气管肺炎。皮肤高浓度接触可致皮炎，剧列瘤痒。慢性中毒：长期接触可引起慢性支气管炎、肾损害，视力障碍等。^[17]

应储存在阴凉干燥库房中。勿与酸碱共储混运。注意防潮，勿重压，勿与尖硬，锋利器具混装，防止编织袋割破。^[4]

材料不易燃，但与可燃材料接触可能会增加火势。发生火灾时使自己处在上风位置。；远离低洼地区。进入封闭空间前先通风，佩戴正压呼吸器和专用防护服。脱下并隔离受污染的衣服。小火使用干粉、二氧化碳、喷水或泡沫灭火。大火使用喷水、雾或泡沫灭火。如果没有危险，将容器从火区移开。从最远距离灭火。^[1]

隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴正压自给式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，避免扬尘，用清洁的铲子收集于干燥净洁有盖的容器中，转移到安全场所。也可以用水泥、沥青或适当的热塑性材料固化处理再废弃。^[1]

吸入：将患者移至新鲜空气处，休息，半直立体位，并及时就医。^[2]

食入：催吐（仅对清醒病人），大量饮水，并及时就医。^[2]

眼睛：先用大量水冲洗几分钟（如可能易行，摘除隐形眼镜），然后就医。^[2] 

皮肤：脱去污染的衣服，用大量水冲洗皮肤或淋浴，并及时就医。^[2]