三氧化铀的合成方法

三氧化铀亦称“氧化铀酰”。化学式UO3。分子量286.03。橙红色斜方系晶体。相对密度7.29。不溶于水，溶于盐酸和硝酸。制法：向硝酸铀酰水溶液中徐徐加入氨水，析出沉淀，将沉淀抽滤、洗涤，在空气中于500℃加热而得。

三氧化铀分类

三氧化铀存在6种晶型结构，只有γ型在常压下较稳定。α、β、γ、δ4种晶型在常压下加热时均分解生成八氧化三铀。可由铀酰的化合物，如碳酸铀酰、草酸铀酰或硝酸铀酰热分解制得。六种晶型是：

（1）α型，米黄色或橙、红色晶体。正交结构。在470～500℃温度下加热非晶型三氧化铀制得。

（2）β型，橙色或红色晶体。单斜结构。α型加热（500～550℃）可得。

（3）γ型，黄色晶体。常压下较稳定；在氧压4MPa和650℃下可由其他晶型的三氧化铀制得。

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

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

（6）非晶型，橙色固体，450℃时分解成八氧化三铀。以硝酸铀酰水溶液为原料直接热分解脱硝为三氧化铀。加热草酸铀酰到400℃也可得。

三氧化铀的合成方法

无水的三氧化铀因制法的不同而存在着许多不同的相，但不论哪一种相，经高温加热，均分解为八氧化三铀U3O8。

制法1 α-UO3、β-UO3、γ-UO3：

将精制的硝酸双氧铀UO2(NO3)2·6H2O置于清洁的蒸发皿中，在空气中加热，慢慢从室温升至500℃，硝酸盐熔融后即分解为氧化物，在500℃下烧结12小时，然后迅速冷却，可得到α-UO3。若慢慢升温(3～5℃/min)至500℃，并连续加热2～3周，然后在炉子中自然冷却到室温，即可制得结晶性的γ-UO3。如果迅速升温[(30～40)℃/min]，就生成β-UO3，但是如果在500℃下长时间(数周)连续加热，就会慢慢转变为γ-UO3，已知γ-UO3在1.01×103kPa以下的氧分压下为最稳定的形态。

δ-UO3：将无水三氧化铀(任何相均可)与水封于反应管中，加热至200～280℃时进行反应。反应所制得的产物(β-UO3·H2O等)在空气中375℃下加热24h以上时，即可制得δ-UO3。

ε-UO3：将U3O8在NO2气流中加热至250～375℃，可得到ε-UO3。

ζ-UO3：将金属铀溶于LiClO4中可制备得到ζ-UO3。

η-UO3：将UO3在2961atm氧气中加热至1100℃可得到η-UO3。

制法2β-UO3的制法

将氨水加入到硝酸双氧铀水溶液中，在pH=7～10的范围内生成黄色二铀酸铵沉淀，将此沉淀在空气中加热至500℃，就生成β-UO3。一般情况下，在这样的条件下β-UO3容易转变为γ-UO3，但使用含氨的盐经热分解所生成的β-UO3比较稳定。

非晶型UO3、α-UO3的制法。

将过氧化氢加入到硝酸双氧铀水溶液中，生成过氧化铀UO4·4H2O(温度在70℃以上时，就生成UO4·2H2O)。将过氧化铀充分洗净，彻底除去硝酸根离子后，在50℃以下进行干燥，干燥后放入蒸发皿中，在空气中缓缓加热至400℃(在200～225℃就分解为氧化物)，并保持1～2h，过氧化物就完全分解，而制得非晶型的三氧化铀。

若过氧化铀没有被充分洗净，则会存在相当量(约5%)的硝酸根离子。将它在50℃以下干燥后，在空气中加热，至200℃时生成非晶型三氧化铀的水合物，温度升至400℃时就生成α-UO3。如果在550℃时加热1～2h，就可得到结晶性的α-UO3。在550℃以下即使长时间加热，三氧化铀水合物也不会完全分解，但在600℃以上时，由于会慢慢分解为八氧化三铀，所以加热时必须将温度保持在525～575℃的范围内。

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