釩酸鉍的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種釩酸鉍的制備方法，包括步驟：將Bi2O3溶解于硝酸中配制Bi(NO3)3溶液；由NH4VO3、Na5P3O10、Na2MoO4、純凈水、以及NaOH配制NaVO3混合溶液；將Bi(NO3)3溶液加入NH4VO3混合溶液中，Bi(NO3)3溶液加完之后，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液初始pH，且攪拌；反應(yīng)完畢后，進(jìn)行陳化處理；對(duì)于反應(yīng)獲得的BiVO4沉淀物洗滌、分離、干燥，以獲得干燥的BiVO4粉體；將干燥的BiVO4粉體煅燒，以獲得燒結(jié)的BiVO4粉體；將燒結(jié)的BiVO4粉體進(jìn)行球磨；將球磨后的BiVO4粉體干燥，以獲得BiVO4產(chǎn)品。所述釩酸鉍的制備方法制備周期短、工藝簡(jiǎn)單；而且制備得到的產(chǎn)品性能優(yōu)異。
【專利說(shuō)明】釩酸鉍的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)顏料的制備方法，尤其涉及一種釩酸鉍的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]BiVO4黃色顏料具有無(wú)毒、耐候性好、色澤明亮及對(duì)環(huán)境友好的優(yōu)良性能，是一種有著美好前景的新型顏料，因而可用來(lái)代替含有鉛、鎘、鉻等有毒元素的顏料，應(yīng)用于汽車面漆、工業(yè)涂料、橡膠制品、塑料制品和印刷油墨的著色等各項(xiàng)性能要求很高的場(chǎng)合。
[0003]BiVO4作為一種色澤鮮艷、性能良好、不含鉛、無(wú)毒的黃色新型環(huán)保顏料，因其優(yōu)異的穩(wěn)定性有著廣泛的應(yīng)用前景。BiVO4主要有四方鋯石型、單斜白鎢礦型結(jié)構(gòu)和四方白鎢礦結(jié)構(gòu)，其中單斜晶系BiVO4適合用作黃色顏料。
[0004]BiVO4的制備方法主要有固相法、溶膠凝膠法、化學(xué)共沉淀法、水熱合成法、金屬有機(jī)化合物熱分解法、液相沉淀法和微乳液法等。以上的制備方法均能制備出亮黃色的BiVO4顏料，但或者制備工藝復(fù)雜；或者成分不夠均一；或者耐溫性差，滿足不了更高的要求。比較而言，液相沉淀法因其操作簡(jiǎn)單，成本低廉適合于BiVO4顏料的生產(chǎn)。
[0005]1996年7月16日授權(quán)的美國(guó)專利US5，536，309報(bào)道了一種摻雜BiVO4的制備方法，通過化學(xué)沉淀法制備出物質(zhì)成分為BixEvSiyV(1_z)Pz0w的顏料，其中E為鈣或者鈣鋅鎂的混合物，摻雜后BiVO4具有好的熱穩(wěn)定性。1990年6月17日核準(zhǔn)的美國(guó)專利US4，937，063介紹了一種固相反應(yīng)制備BiVO4的方法，鉍氧化物和釩的化合物通過混合球磨、干燥。煅燒等工藝獲得BiVO4顏料。1991年8月28日公開的歐洲專利EP0443981A1提出了一種通過煅燒由氧化鉍、五氧化二釩、碳酸鋇組成的混合物制得含鋇或者含鋅的著色力強(qiáng)的亮黃色顏料的方法。
[0006]以上的制備方法均能制備出亮黃色的BiVO4顏料，或者制備工藝復(fù)雜；或者成分不夠均一；或者著色力差，或者耐溫性差，滿足不了更高的要求。
[0007]因此開發(fā)一種技術(shù)線路簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能優(yōu)良的BiVO4顏料的制備技術(shù)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種釩酸鉍的制備方法，其能簡(jiǎn)化制備工藝。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種釩酸鉍的制備方法，其能提高所獲得的釩酸鉍的廣品性能。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種釩酸鉍的制備方法，包括步驟:將Bi2O3溶解于硝酸中配制Bi (NO3) 3溶液；由NH4VO3、Na5P3Oltl、Na2MoO4、純凈水、以及NaOH配制NaVO3混合溶液；將Bi (NO3) 3溶液加入NH4VO3混合溶液中，Bi (NO3) 3溶液加完之后，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液初始PH，且攪拌；反應(yīng)完畢后，進(jìn)行陳化處理；對(duì)于反應(yīng)獲得的BiVO4沉淀物洗滌、分離、干燥，以獲得干燥的BiVO4粉體；將干燥的BiVO4粉體煅燒，以獲得燒結(jié)的BiVO4粉體；將燒結(jié)的BiVO4粉體進(jìn)行球磨；將球磨后的BiVO4粉體干燥，以獲得BiVO4產(chǎn)品。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下。
[0012]本發(fā)明提供的所述釩酸鉍的制備方法，其制備周期短，制備工藝簡(jiǎn)單；而且制備得到的產(chǎn)品性能優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0013]首先說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的釩酸鉍的制備方法。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的釩酸鉍的制備方法包括步驟:將Bi2O3溶解于硝酸中配制Bi (NO3)3溶液；由NH4VO3、Na5P3Oltl、Na2MoO4、純凈水、以及NaOH配制NaVO3混合溶液；將Bi (NO3) 3溶液加入NaVO3混合溶液中，Bi (NO3) 3溶液加完之后，調(diào)節(jié)溶液pH，攪拌；反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行陳化處理；對(duì)于反應(yīng)獲得的BiVO4沉淀物經(jīng)洗滌、分離、干燥，以獲得干燥的BiVO4粉體；將干燥的BiVO4粉體煅燒，以獲得燒結(jié)的BiVO4粉體；將燒結(jié)的BiVO4粉體進(jìn)行球磨；將球磨后的BiVO4粉體真空干燥，以得到BiVO4產(chǎn)品。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，Bi(NO3)3溶液濃度為0.1~2mol/L。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，在配制NaVO3混合溶液時(shí)，釩與鉍摩爾比為V:Bi=(0.6~1.8):1 ;鑰與鉍摩爾比為Mo:Bi=((Tl):1，氫氧化鈉與鉍摩爾比為NaOH:Bi= (5~10):1，三聚磷酸鈉與鉍摩爾比為Na5P3O10:Bi= (0.01~I):1。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，所述配制NaVO3混合溶液的過程為:將NH4VO3、Na5P301(l、Na2MoO4加入純凈水混合，然后再加入NaOH，之后繼續(xù)加入純凈水，配制NaVO3混合溶液。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，在將Bi (NO3) 3溶液加入NH4VO3混合溶液過程中，將Bi (NO3) 3溶液加入NH4VO3混合溶液的流速為lml/mirT500ml/min，加入的同時(shí)進(jìn)行攪拌，反應(yīng)lh^h，反應(yīng)溫度20°C~90°C，反應(yīng)溶液初始pH為4~10。更優(yōu)選地，將Bi (NO3) 3溶液加入NH4VO3混合溶液過程由蠕動(dòng)泵完成。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，陳化時(shí)間2~30h ；
[0020]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，干燥的BiVO4粉體中的含鹽量為 0.51~0.75% ；
[0021]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，對(duì)于反應(yīng)獲得的BiVO4沉淀物洗滌、分離、干燥時(shí)，所述干燥溫度為60°C ~120°C。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，將干燥的BiVO4粉體煅燒時(shí)，煅燒的溫度為200°C ~800°C，時(shí)間ItTlOh ;更優(yōu)選地，煅燒采用馬弗爐完成。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，將燒結(jié)的BiVO4粉體進(jìn)行球磨時(shí)，球磨介質(zhì)為鋯球，分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，并加入純凈水，且鋯球、純凈水、十二烷基苯磺酸鈉、BiVO4的比例為鋯球:純凈水:十二烷基苯磺酸鈉:BiV04=(8~15):3: (0.0Of0.01):1，球磨時(shí)間為5飛Oh。優(yōu)選地，球磨后BiVO4粒徑為204.3nnT926.8nm。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法中，優(yōu)選地，將球磨后的BiVO4粉體干燥時(shí)，在50°C~80°C下于0.05~0.09MPa真空度下干燥。[0025]其次說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明釩酸鉍的制備方法的實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例1
[0027]將IOg Bi2O3溶解于18ml65wt.%的硝酸中并加入純凈水配制1.2mol/L的Bi (NO3) 3溶液；
[0028]將6g NH4V03、0.158g Na5P3O10^0.62g Na2MoO4.2H20 加純凈水混合后，緩慢加入稱量的IOg NaOH，反應(yīng)后，繼續(xù)加入純凈水配制成ImoVLNaVO3混合溶液(計(jì)算的摩爾比￥:81=1.195:l;Mo:Bi=0.06:1 ;NaOH:Bi=5.83:1 ;Na5P3010:Bi=0.01:1)；
[0029]將配制的Bi (NO3) 3溶液用蠕動(dòng)泵加入配制的NaVO3混合溶液中，流速為20ml/min，加完Bi (NO3) 3溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)液使其初始pH=7，然后機(jī)械攪拌lh，反應(yīng)溫度為60°C，待反應(yīng)完畢后，陳化2h ；
[0030]反應(yīng)后混合液經(jīng)過反復(fù)沉淀、洗滌、分離，然后將BiVO4置于干燥箱中在80°C下干燥；
[0031]將干燥的BiVO4粉體置于馬弗爐中，在300°C下煅燒3h ；
[0032]將燒結(jié)后的BiVO4粉體按照鋯球:純凈水:十二烷基苯磺酸鈉:BiV04=8: 3: 0.00 5:1 加入球磨 30h ；
[0033]在0.05MPa的真空度下，50°C干燥，得到BiVO4產(chǎn)品。
[0034]實(shí)施例2
[0035]將IOgBi2O3溶解于18ml 65wt.%的硝酸中并加入純凈水配制2mol/L的Bi (NO3) 3溶液；
[0036]將9.03g NH4VO3^4.89g Na5P3O10^Og Na2MoO4.2H20 (即 Na2MoO4.2H20 不存在)加純凈水混合，緩慢加入17.16g NaOH,反應(yīng)后，繼續(xù)加入純凈水配制成2mol/LNaV03混合溶液(摩爾比 V:Bi=1.8:l ；Mo:Bi=0:l ；Na0H:Bi=10:1 ；Na5P3010:Bi=0.31:1)；
[0037]將配制的Bi (NO3)3溶液用蠕動(dòng)泵加入配制的NaVO3混合溶液中，流速100ml/min，加完Bi (NO3) 3溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液使其初始PH=IO,然后機(jī)械攪拌5h，反應(yīng)溫度為90°C，待反應(yīng)完畢后，陳化24h ；
[0038]反應(yīng)后混合液經(jīng)過反復(fù)沉淀、洗滌、分離，然后將扮￥04置于干燥箱中在120°C下干燥；
[0039]將干燥的BiVO4粉體置于馬弗爐中，在800°C下煅燒Ih ；
[0040]將燒結(jié)后的BiVO4粉體按照鋯球:純凈水:十二烷基苯磺酸鈉:BiVO4=IO:3:0.001:1 球磨 60h ；
[0041]在0.06MPa的真空度下，60°C真空干燥，得到BiVO4產(chǎn)品。
[0042]實(shí)施例3
[0043]將IOg Bi2O3溶解于25ml 65wt.%的硝酸中并加入純凈水配制0.lmol/L的Bi (NO3)3 溶液；
[0044]將3.0lg NH4VO3' 15.787g Na5P3O10`' 10.38g Na2MoO4.2H20 加 Λ 純凈水后混合，緩慢加入8.58g NaOH,反應(yīng)后，繼續(xù)加入純凈水配制成0.1moI/LNaVO3混合溶液(摩爾比V:Bi=0.6:1 ；Mo:Bi=l:l ；NaOH:Bi=5:l ；Na5P3010:Bi=l:1)；
[0045]將配制的Bi (NO3)3溶液用蠕動(dòng)泵加入配制的NaVO3混合溶液中，流速500ml/min，加完Bi (NO3) 3溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液使其初始pH=8，然后機(jī)械攪拌3h，反應(yīng)溫度為80°C，待反應(yīng)完畢后，陳化12h ；
[0046]反應(yīng)后混合液經(jīng)過反復(fù)沉淀、洗滌、分離，然后將BiVO4置于干燥箱中在60°C下干燥；[0047]將干燥的BiVO4粉體置于馬弗爐中，在200°C下煅燒IOh ；
[0048]將燒結(jié)后的BiVO4粉體按照鋯球:純凈水:十二烷基苯磺酸鈉:BiV04=15:3:0.01:1 球磨 5h ；
[0049]在0.08MPa真空度下，80°C干燥，得到BiVO4產(chǎn)品。
[0050]實(shí)施例4
[0051]將IOg Bi2O3溶解于18ml65wt.%的硝酸中并加入純凈水配制0.8mol/L的Bi (NO3) 3溶液；
[0052]將4.517g NH4VO3^5.526g Na5P301(l、5.19g Na2MoO4 ? 2H20 加入純凈水后混合，緩慢加入12.012g NaOH，反應(yīng)后，繼續(xù)加入純凈水配制成1.2mol/LNaV(V混合溶液(V:Bi=0.9:1 ；Mo:Bi=0.5:1 ;摩爾比 Na0H:Bi=7:l ；Na5P3010:Bi=0.35:1)；
[0053]將配制的Bi (NO3)3溶液用蠕動(dòng)泵加入配制的NaVO3混合溶液中，流速lml/min，カロ完Bi (NO3) 3溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液初始pH=4，然后機(jī)械攪拌4h，反應(yīng)溫度為20°C，待反應(yīng)完畢后，陳化30h ；
[0054]反應(yīng)后混合液經(jīng)過反復(fù)沉淀、洗滌、分離，然后將BiVO4置于干燥箱中在100°C下干燥；
[0055]將干燥的BiVO4粉體置于馬弗爐中，在400°C煅燒5h;
[0056]將燒結(jié)后的BiVO4粉體按照鋯球:純凈水:十二烷基苯磺酸鈉=BiVO4=Il:3:0.005:1加入鋯球、純凈水、十二烷基苯磺酸鈉后球磨40h ；
[0057]在0.09MPa的真空度下，50°C干燥，得到BiVO4產(chǎn)品。
[0058]最后給出本發(fā)明的釩酸鉍的制備方法的實(shí)施例1-4的檢測(cè)結(jié)果。
[0059]在檢測(cè)時(shí)，通過馬爾文激光粒度儀測(cè)試BiVO4的粒度分布；通過406LStatisticalGlossmeter 測(cè)試 BiVO4 的光澤度；通過 MA68 II Mult1-AngleSpectrophotometer 測(cè)試 BiVO4色差；按照GB/T5211標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試BiVO4的含鹽量、吸油量、耐酸性、耐堿性、耐溶劑性；按照GB/T9287-88標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試BiVO4的分散性。
[0060]表1給出了實(shí)施例1-4最終獲得的BiVO4產(chǎn)品的檢測(cè)結(jié)果。從表1看出，通過本發(fā)明所述的釩酸鉍的制備方法所制備得到的BiVO4產(chǎn)品性能優(yōu)異。
[0061]表1實(shí)施例1-4最終獲得的樣品的檢測(cè)結(jié)果
[0062]
【權(quán)利要求】
1.一種釩酸鉍的制備方法，包括步驟: 將Bi2O3溶解于硝酸中配制Bi (NO3) 3溶液； 由NH4VO3、Na5P3Oltl、Na2MoO4、純凈水、以及NaOH配制NaVO3混合溶液； 將Bi (NO3) 3溶液加入NH4VO3混合溶液中，Bi (NO3) 3溶液加完之后，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液初始pH,且攪拌； 反應(yīng)完畢后，進(jìn)行陳化處理； 對(duì)于反應(yīng)獲得的BiVO4沉淀物洗滌、分離、干燥，以獲得干燥的BiVO4粉體； 將干燥的BiVO4粉體煅燒，以獲得燒結(jié)的BiVO4粉體； 將燒結(jié)的BiVO4粉體進(jìn)行球磨； 將球磨后的BiVO4粉體干燥，以獲得BiVO4產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，Bi(NO3)3溶液的濃度為0.1~2mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，所述配制NaVO3混合溶液的過程為:將NH4VO3^ Na5P3O10, Na2MoO4加入純凈水混合，然后再加入NaOH，之后繼續(xù)加入純凈水，配制NaVO3混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，在配制NaVO3混合溶液時(shí)，鑰;與秘的摩爾比為V:Bi=(0.6~1.8):1,鑰與秘摩爾比為Mo:Bi=(0~l):1,氫氧化鈉與秘摩爾比為NaOH:Bi=(5~10):1，三聚磷酸鈉與鉍摩爾比為Na5P3010:Bi=(0.01~1):10
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，將Bi(NO3) 3加入NH4VO3溶液過程中，流速為lml/mirT500ml/min，反應(yīng)溶液初始pH為4~10，攪拌時(shí)間ltT5h，反應(yīng)溫度200C ~90O。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，陳化時(shí)間為2~30h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，對(duì)于反應(yīng)獲得的BiVO4沉淀物洗滌、分離、干燥時(shí)，干燥溫度為60°C ~120°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，將干燥的BiVO4粉體煅燒時(shí)，煅燒的溫度為200°C~800°C，時(shí)間為lh~10h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，將燒結(jié)的BiVO4粉體進(jìn)行球磨時(shí)，球磨介質(zhì)為鋯球，分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，并采用純凈水，且鋯球、純凈水、十二烷基苯磺酸鈉、BiVO4的比例為鋯球:純凈水:十二烷基苯磺酸鈉:BiV04=(8~15):3: (0.001~0.01):1，球磨時(shí)間為 5~60h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩酸鉍的制備方法，其特征在于，將球磨后的BiVO4粉體干燥時(shí)，在0.05~0.09MPa的真空度下在50°C~80°C下干燥。
【文檔編號(hào)】C01G31/00GK103523831SQ201210228971
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】趙青燕, 朱劉, 李蓉, 裴志明, 劉華勝 申請(qǐng)人:廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司