專利名稱：一種氫氧化鉍的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陰極電泳漆催化劑的制備方法，尤其涉及一種氫氧化鉍的制備方法。
背景技術(shù)：
氫氧化鉍在汽車電泳涂裝用環(huán)氧體系陰極電沉淀涂料、鉍鹽的制造、蕓香苷及櫟精的吸收、核糖核酸的水解等領(lǐng)域中有很好的應(yīng)用前景。如2011年4月20日公開的專利CN102027076A中就指出了使用二丁基氧化錫會(huì)造成縮孔并形成沉淀物從浸涂浴料中脫除的現(xiàn)象。然而目前制備氫氧化鉍的方式是由鉍鹽或氫氧化鈉反應(yīng)，或是由硝酸鋇與碳酸銨按5:1比例與水中通過(guò)化學(xué)沉淀法制取，這種化學(xué)沉淀法具有工藝簡(jiǎn)單、易根據(jù)需要調(diào)整工藝參數(shù)等特點(diǎn)。但由這種方式制得的氫氧化鉍中的催化性能不穩(wěn)定，雜質(zhì)易偏高，特別是鐵離子、氯離子、鈉離子含量，這些雜質(zhì)會(huì)影響陰極電泳漆在儲(chǔ)存中的穩(wěn)定性，而且在陰極電泳漆體系中，隨著電泳的進(jìn)行雜質(zhì)離子會(huì)在槽液中不斷富集，進(jìn)而也會(huì)影響電泳成膜質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足及存在的問(wèn)題，提出一種氫氧化鉍制備方法。為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種氫氧化鉍的制備方法，該方法步驟如下:
(I)溶液配制
由氧化鉍Bi2O3和濃度在lOmol/L以上的濃硝酸配制濃度為0.15^2mol/L的硝酸鉍Bi(NO3)3 ;
用質(zhì)量含量為25wt%以上的氨水和去離子水配制質(zhì)量含量為2wt9T25wt%的氨水溶液，其中氨水溶液中NH4+與Bi3+摩爾比為NH::Bi3+=3 12:1 ；
向去離子水中加入分散劑得到分散劑溶液，分散劑添加量相對(duì)于氧化秘Bi2O3的添加量的質(zhì)量百分比為0.001°/Γ5% ；
(2 )預(yù)沉淀
在攪拌條件下，向硝酸鉍Bi (NO3)3溶液中加入上述分散劑溶液，并向硝酸鉍Bi (NO3)3溶液中加入質(zhì)量是硝酸鉍Bi (NO3)3溶液1 10倍的氨水溶液調(diào)節(jié)pH為0.5 10，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行沉淀、過(guò)濾、洗滌得到預(yù)沉淀物氫氧化鉍Bi (OH)3 ；
(3)轉(zhuǎn)化
將洗滌后的預(yù)沉淀物加去離子水配制成懸浮液，在攪拌條件下向懸浮液中加入質(zhì)量是懸浮液廣10倍的氨水溶液調(diào)節(jié)PH為5.5 10，靜置陳化0.r5h后得到氫氧化鉍Bi (OH) 3沉淀物，再對(duì)該沉淀物進(jìn)行洗滌、分離，在溫度小于90°C的條件下進(jìn)行干燥，得到干燥的氫氧化鉍Bi (OH)3粉體；
(4)粉碎
最后對(duì)該粉體進(jìn)行氣流粉碎，得到氫氧化鉍Bi (OH)30
所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴銨中一種或幾種組合。在上述制備的方法中，為了降低所制得的氫氧化鉍Bi (OH) 3中雜質(zhì)的含量，洗滌次數(shù)不小于4次，每次洗滌加去離子水的量不小于沉淀物體積的兩倍；洗滌時(shí)終點(diǎn)濾液的電導(dǎo)率保持小于200Ps/cm。在上述制備方法中，所述預(yù)沉淀過(guò)程中氨水溶液的流速為f6000ml/min，反應(yīng)時(shí)間為0.5 8h，反應(yīng)溫度為2(T90°C，反應(yīng)過(guò)程的pH為5.5 10。所述轉(zhuǎn)化過(guò)程中的氨水溶液的流速為f6000ml/min，反應(yīng)時(shí)間為0.5 8h，反應(yīng)溫度為2(T90°C，反應(yīng)過(guò)程的pH為5.5 10。通過(guò)本發(fā)明制備的氫氧化鉍Bi (OH)3的水溶物電導(dǎo)率小于30(^s/cm，其粉體的平均粒度在0.0f IOMm之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
采用本發(fā)明所述的氫氧化鉍的制備方法，其制備的氫氧化鉍粒度小、粒度分布窄、雜質(zhì)含量低，進(jìn)一步改善了氫氧化鉍的催化性能。


圖1氫氧化鉍制備工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種氫氧化鉍的基本制備方法，該方法步驟為，
(I)溶液配制
由氧化鉍Bi2O3和濃度在lOmol/L以上的濃硝酸配制濃度為0.15^2mol/LBi (NO3)3溶
液；
用質(zhì)量含量為25wt%以上的氨水和去離子水配制質(zhì)量含量為2wt9T25wt%的氨水溶液，其中氨水溶液中NH4+與Bi3+摩爾比為NH::Bi3+=3 12:1 ；
向去離子水中加入分散劑得到分散劑溶液，分散劑添加量相對(duì)于氧化秘Bi2O3的添加量的質(zhì)量百分比為0.001°/Γ5% ；
(2 )預(yù)沉淀
在攪拌條件下，向硝酸鉍Bi (NO3)3溶液中加入上述分散劑溶液，并向硝酸鉍Bi (NO3)3溶液中加入質(zhì)量是硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液廣10倍質(zhì)量的氨水溶液調(diào)節(jié)pH為0.5^10,繼續(xù)攪拌，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行沉淀、過(guò)濾、洗滌得到預(yù)沉淀物氫氧化鉍Bi (OH)3 ；
(3)轉(zhuǎn)化
將洗滌后的預(yù)沉淀物加去離子水配制成懸浮液，在攪拌條件向該懸浮液中加入廣10倍質(zhì)量的氨水溶液調(diào)節(jié)PH為5.5 10，靜置陳化0.r5h后得到氫氧化鉍Bi (OH) 3沉淀物，再對(duì)該沉淀物進(jìn)行洗滌、分離、干燥，得到干燥的氫氧化鉍Bi (OH)3粉體；
(4)粉碎
最后對(duì)該粉體進(jìn)行氣流粉碎，得到氫氧化鉍Bi (OH)30所述硝酸鉍Bi (NO3)3溶液濃度為0.15 2mol/L。所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴銨其中一種或幾種組合。所述預(yù)沉淀過(guò)程中氨水溶液的流速為f6000ml/min，反應(yīng)時(shí)間為0.5 8h，反應(yīng)溫度為2(T90°C，反應(yīng)過(guò)程的pH為0.5^10 ;所述轉(zhuǎn)化過(guò)程中的氨水溶液的流速為r6000ml/min,反應(yīng)時(shí)間為0.5 8h，反應(yīng)溫度為2(T90°C，反應(yīng)過(guò)程的pH為5.5 10。所述洗滌次數(shù)不小于4次，每次洗滌的加去離子水量不小于預(yù)沉淀物體積的二倍，洗滌時(shí)終點(diǎn)濾液的電導(dǎo)率小于200Ps/cm ；
所述干燥溫度小于90°C。所述產(chǎn)物氫氧化鉍粉體的平均粒度在0.0flOMm之間，所述產(chǎn)物氫氧化鉍的水溶物電導(dǎo)率小于300l^s/cm。以下是通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1
將0.005g聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種加入到50ml去離子水中配制分散劑溶液，分散劑添加量相對(duì)于氧化鉍Bi2O3的添加量為0.001% ；
將466g氧化鉍Bi2O3溶解于621ml65wt%的濃硝酸中并加入上述分散劑溶液和去離子水配制成0.15mol/L的硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液；
將780ml氨水加去離子水混合配制成濃度為25wt%的氨水溶液；
將配制好的氨水溶液加入硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液，氨水溶液的流速為3000m/min，調(diào)節(jié)溶液PH值為0.5時(shí)停止加入氨水溶液，繼續(xù)攪拌10h，靜置沉淀后，倒出上清液，繼續(xù)加入去離子水洗滌4次，每次用IL去離子水；洗滌后沉淀物漿料加入500ml去離子水?dāng)嚢瑁^續(xù)以2000ml/min的流速向其中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH為5.5時(shí)停止加入氨水，繼續(xù)攪拌4h，反應(yīng)過(guò)程中的溫 度始終保持90 C，帶反應(yīng)完畢后，陳化0.1h ；
陳化后的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)反復(fù)洗漆、沉淀，待洗漆液電導(dǎo)率為124)^s/cm時(shí)停止洗漆,將分離的氫氧化鉍沉淀置于鼓風(fēng)干燥箱中60°C干燥；
將干燥后的氫氧化鉍粉體置于氣流粉碎機(jī)中粉碎，得到氫氧化鉍產(chǎn)品。實(shí)施例2
將0.045g聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或者多種加入到50ml去離子水中配制分散劑溶液，分散劑添加量相對(duì)于氧化鉍Bi2O3的添加量為0.01% ；
將466g氧化鉍Bi2O3溶解于621ml65wt%的濃硝酸中并加入上述分散劑溶液和去離子水配制成lmol/L的硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液；
將780ml氨水加去離子水混合配制成濃度為10wt%的氨水溶液；
將配制好的氨水溶液加入硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液，氨水溶液的流速為10ml/min，調(diào)節(jié)溶液PH值為3時(shí)停止加入氨水溶液，繼續(xù)攪拌2h，靜置沉淀后，倒出上清液，繼續(xù)加入去離子水洗滌5次，每次用IL去離子水；洗滌后的沉淀物漿料加入500ml去離子水?dāng)嚢瑁^續(xù)以10ml/min的流速向其中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH為9時(shí)停止加入氨水,繼續(xù)攪拌6h,反應(yīng)過(guò)程中的溫度始終保持40 C，待反應(yīng)完畢后，陳化2h ；
陳化后的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)反復(fù)洗滌、沉淀，待洗滌液電導(dǎo)率為85PS/Cm時(shí)停止洗滌，將分離的氫氧化鉍沉淀置于鼓風(fēng)干燥箱中80°C干燥；
將干燥后的氫氧化鉍粉體置于氣流粉碎機(jī)中粉碎，得到氫氧化鉍產(chǎn)品。實(shí)施例3將0.466g聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種加入到50ml去離子水中配制分散劑溶液，分散劑添加量相對(duì)于氧化鉍Bi2O3的添加量為0.1% ；
將466g氧化鉍Bi2O3溶解于621ml65wt%的濃硝酸中并加入上述分散劑溶液和去離子水配制成0.6mol/L的硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液；
將780ml氨水加去離子水混合配制成濃度為2wt%的氨水溶液；
將配制好的氨水溶液加入硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液，氨水溶液的流速為lm/min，調(diào)節(jié)溶液PH值為4時(shí)停止加入氨水溶液，繼續(xù)攪拌0.5h，靜置沉淀后，倒出上清液，繼續(xù)加入去離子水洗滌6次，每次用IL去離子水；洗滌后沉淀物漿料加入500ml去離子水?dāng)嚢?，繼續(xù)以6000ml/min的流速向其中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH為10時(shí)停止加入氨水，繼續(xù)攪拌8h，反應(yīng)過(guò)程中的溫度始終保持60 C，帶反應(yīng)完畢后，陳化3h ；
陳化后的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)反復(fù)洗漆、沉淀，待洗漆液電導(dǎo)率為183Ps/cm時(shí)停止洗漆,將分離的氫氧化鉍沉淀置于鼓風(fēng)干燥箱中50°C干燥；
將干燥后的氫氧化鉍粉體置于氣流 粉碎機(jī)中粉碎，得到氫氧化鉍產(chǎn)品。實(shí)施例4
將9.32g聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種加入到50ml去離子水中配制分散劑溶液，分散劑添加量相對(duì)于氧化鉍Bi2O3的添加量為2% ；
將466g氧化鉍Bi2O3溶解于621ml65wt%的濃硝酸中并加入上述分散劑溶液和去離子水配制成1.2mol/L的硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液；
將780ml氨水加去離子水混合配制成濃度為2wt%的氨水溶液；
將配制好的氨水溶液加入硝酸鉍Bi (NO3) 3溶液，氨水溶液的流速為lm/min，調(diào)節(jié)溶液PH值為4時(shí)停止加入氨水溶液，繼續(xù)攪拌0.5h，靜置沉淀后，倒出上清液，繼續(xù)加入去離子水洗滌6次，每次用IL去離子水；洗滌后沉淀物漿料加入500ml去離子水?dāng)嚢?，繼續(xù)以6000ml/min的流速向其中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH為7時(shí)停止加入氨水，繼續(xù)攪拌8h，反應(yīng)過(guò)程中的溫度始終保持70 C，帶反應(yīng)完畢后，陳化4h ；
陳化后的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)反復(fù)洗漆、沉淀，待洗漆液電導(dǎo)率為183Ps/cm時(shí)停止洗漆,將分離的氫氧化鉍沉淀置于鼓風(fēng)干燥箱中70°C干燥；
將干燥后的氫氧化鉍粉體置于氣流粉碎機(jī)中粉碎，得到氫氧化鉍產(chǎn)品。實(shí)施例5
將23.3g聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種加入到50ml去離子水中配制分散劑溶液，分散劑添加量相對(duì)于氧化鉍Bi2O3的添加量為5% ；
將466g氧化鉍Bi2O3溶解于621ml65wt%的濃硝酸中并加入上述分散劑溶液和去離子水配制成2mol/L的Bi (NO3) 3溶液；
將780ml氨水加去離子水混合配制成濃度為18wt%的氨水溶液；
將配制好的氨水溶液加入Bi (NO3) 3溶液，氨水溶液的流速為6000m/min，調(diào)溶液pH值為10時(shí)停止加入氨水溶液，繼續(xù)攪拌8h，靜置沉淀后，倒出上清液，繼續(xù)加入去離子水洗滌5次，每次用IL去離子水；洗滌后沉淀物漿料加入500ml去離子水?dāng)嚢?，繼續(xù)以lml/min的流速向其中加入氨水，調(diào)節(jié)pH為10時(shí)停止加入氨水,繼續(xù)攪拌0.5h，反應(yīng)過(guò)程中的溫度始終保持20°C，帶反應(yīng)完畢后，陳化5h ；
陳化后的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)反復(fù)洗漆、沉淀，待洗漆液電導(dǎo)率為200)^s/cm時(shí)停止洗漆,將分離的氫氧化鉍沉淀置于鼓風(fēng)干燥箱中90°C干燥；
將干燥后的氫氧化鉍粉體置于氣流粉碎機(jī)中粉碎，得到氫氧化鉍產(chǎn)品。所述氨水溶液中NH4+與Bi3+摩爾比為NH4+:Bi3+=3^12: I ;所述分散劑添加量相對(duì)于氧化鉍Bi2O3的質(zhì)量百分比為0.0019^5% ;所述氨水溶液的流速為f6000ml/min，第一步反應(yīng)時(shí)間為0.5 10h，反應(yīng)溫度為2(T90°C ;所述氨水溶液的流速為f6000ml/min，第一步反應(yīng)時(shí)間為0.5^10h,反應(yīng)溫度為2(T90°C ;洗滌次數(shù)不小于4次，每次洗滌的加水量不小于沉淀漿料體積的二倍；氫氧化鉍洗滌的終點(diǎn)時(shí)濾液電導(dǎo)率小于200l^S/Cm ;所述干燥溫度為小于90°C ;干燥的氫氧化鉍粉體的水溶物電導(dǎo)率小于300Ps/cm。由該方法制得的氫氧化鉍的晶體結(jié)構(gòu)趨向于非晶態(tài)，結(jié)晶程度較低；能改善有機(jī)錫催化劑在應(yīng)用中易沉淀問(wèn)題，其配置出的涂料高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性能優(yōu)異，細(xì)度測(cè)試為10 ym，高溫儲(chǔ)存前為7.5 ym，無(wú)明顯聚沉現(xiàn)象出現(xiàn)。能改善有機(jī)催化劑在成膜時(shí)出現(xiàn)的縮孔問(wèn)題，獲得涂層膜粗糙度為0.10-0.12 ;能改善電泳成膜后樹脂的交聯(lián)性能和涂層耐腐蝕性能，耐水性試驗(yàn)表明成膜后的板面無(wú)銹點(diǎn)，無(wú)氣泡，耐鹽水浸泡實(shí)驗(yàn)表征成膜后的板面無(wú)銹點(diǎn)，氣泡僅有6-10個(gè)。由上述方法制得的氫氧化鉍的成分如下:
權(quán)利要求
1.一種氫氧化鉍的制備方法，步驟如下: (I)溶液配制 由氧化鉍Bi2O3和濃度在lOmol/L以上的濃硝酸配制濃度為0.15^2mol/L的硝酸鉍Bi (NO3)3 溶液； 用質(zhì)量含量為25%以上的氨水和去離子水配制質(zhì)量含量為2wt9T25wt%的氨水溶液，其中氨水溶液中NH4+與Bi3+摩爾比為NH::Bi3+=3 12:1 ； 向去離子水中加入分散劑得到分散劑溶液，分散劑添加量相對(duì)于氧化秘Bi2O3的添加量的質(zhì)量百分比為0.001°/Γ5% ； (2 )預(yù)沉淀 在攪拌條件下， 向硝酸鉍Bi (NO3)3溶液中加入上述分散劑溶液，并向硝酸鉍Bi (NO3)3溶液中加入質(zhì)量是硝酸鉍Bi (NO3)3溶液1 10倍的氨水溶液調(diào)節(jié)pH為0.5 10，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行沉淀、過(guò)濾、洗滌得到預(yù)沉淀物氫氧化鉍Bi (OH) 3 ； (3)轉(zhuǎn)化 將洗滌后的預(yù)沉淀物加去離子水配制成懸浮液，在攪拌條件下向懸浮液中加入質(zhì)量是懸浮液廣10倍的氨水溶液調(diào)節(jié)PH為5.5 10，靜置陳化0.r5h后得到氫氧化鉍Bi (OH) 3沉淀物，再對(duì)該沉淀物進(jìn)行洗滌、分離、干燥，得到干燥的氫氧化鉍Bi (OH) 3粉體； (4)粉碎 最后對(duì)該粉體進(jìn)行氣流粉碎，得到氫氧化鉍Bi (OH)30
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氧化鉍制備方法，其特征在于:所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴銨其中一種或幾種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫氧化鉍制備方法，其特征在于:所述預(yù)沉淀過(guò)程中氨水溶液的流速為f6000ml/min，反應(yīng)時(shí)間為0.5 8h，反應(yīng)溫度為2(T9(TC。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫氧化鉍制備方法，其特征在于:所述轉(zhuǎn)化過(guò)程中的氨水溶液的流速為f6000ml/min，反應(yīng)時(shí)間為0.5 8h，反應(yīng)溫度為2(T9(TC。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氫氧化鉍制備方法，其特征在于:所述洗滌次數(shù)不少于4次，每次洗滌加去離子水的量不小于預(yù)沉淀物體積的二倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氫氧化鉍制備方法，其特征在于:所述洗滌時(shí)終點(diǎn)濾液的電導(dǎo)率小于20(^s/cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氫氧化鉍制備方法，其特征在于:所述干燥溫度低于90°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氫氧化鉍制備方法，其特征在于:所述產(chǎn)物氫氧化鉍Bi (OH)3的水溶物電導(dǎo)率小于30(^s/cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氫氧化鉍制備方法，其特征在于:所述產(chǎn)物氫氧化鉍Bi (OH)3粉體的平均粒度在0.0flOMm之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氫氧化鉍的制備方法，該方法步驟為先配制好硝酸鉍Bi(NO3)3溶液，氨水溶液和分散劑溶液；再將分散劑溶液加入硝酸鉍Bi(NO3)3溶液中，攪拌，并加水稀釋硝酸鉍Bi(NO3)3溶液，再加氨水溶液調(diào)節(jié)硝酸鉍Bi(NO3)3溶液pH，攪拌；反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾、沉淀、洗滌預(yù)沉淀物；將洗滌后的預(yù)沉淀物配成懸浮液，繼續(xù)加氨水溶液調(diào)節(jié)其pH，攪拌；反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行靜置陳化，陳化后對(duì)氫氧化鉍Bi(OH)3沉淀物進(jìn)行洗滌、分離、干燥，得到干燥的氫氧化鉍Bi(OH)3粉體，將干燥的粉體進(jìn)行氣流粉碎，得到氫氧化鉍Bi(OH)3產(chǎn)品。通過(guò)該方法制備的氫氧化鉍雜質(zhì)含量低，催化性能優(yōu)異。
文檔編號(hào)B01J23/18GK103112893SQ20131003313
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者趙青燕, 陳志波, 鐘小華 申請(qǐng)人:廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司