纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，包括：将铋化合物和钒化合物分别溶解于稀硝酸中，将钼化合物溶解于水中，将硝酸铝、硝酸铈、硝酸锌溶解于稀硝酸中，过滤待用；然后将上述溶液混合搅拌均匀后升温；将沉淀剂滴加于上述反应液中至pH到4‑7，保温搅拌，直至沉淀完全；再将溶液升温至回流温度，调节pH至7‑12，在此回流温度下，继续搅拌熟化，直至沉淀变粗，颜色转化成淡黄色；沉淀过滤后烘干，得到疏松的纳米级橙色钒酸铋前驱体；最后将前驱体置于马弗炉中，升温至晶体转化温度，保温后冷却至室温即可。本发明专利技术可调节色相，控制形核与生长速度，制备出粒径非常细小且均匀的纳米级钒酸铋橙色粉体，制作成本低廉。

Preparation of nano-sized bismuth vanadate and orange inorganic pigment

The present invention provides a method for preparing nanometer bismuth vanadate orange inorganic pigments including: bismuth compounds and vanadium compounds were dissolved in dilute nitric acid, molybdenum compounds dissolved in water, aluminum nitrate, cerium nitrate, zinc nitrate dissolved in dilute nitric acid, filter for use; then mixing the solution mixing even after heating; will the precipitator on the reaction liquid to pH to 4 7, stirring, until complete precipitation; then the solution is heated to reflux temperature, adjusting the pH to 7 12, the reflux temperature, stirring until ripening, precipitate coarsening, color into light yellow; precipitation filtration after drying, the nanometer bismuth vanadate precursor orange loose; the precursor in the muffle furnace, heating to crystal transition temperature, thermal insulation and cooling to the room temperature. The invention can adjust the hue, control the nucleation and growth speed, and prepare nanometer size vanadate bismuth orange powder with very small particle size and low cost.

【技术实现步骤摘要】
纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法
本专利技术属于颜料制备
，尤其涉及一种纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法。
技术介绍
环境保护问题越来越受到国际社会的广泛关注，开发低碳环保产品、节能减排是应对日益恶化的环境以及资源短缺的重要手段。目前，市场上橙色颜料主要是有机橙色，存在耐温性、耐候性不足的缺点，而无机橙色颜料是用镉红、硫化铈红、钒酸铋黄等配色调出来的，单一的橙色无机颜料市场还不具有，由于镉红颜料含有有毒重金属，对环境和人身安全存在重大隐患，国外发达国家已经明确禁止生产，国内企业也相继停产整顿，因此开发出具有橙色调的无机环保颜料显得意义重大。现有技术中，纳米无机颜料的制备主要有固相球磨法、液相法、溶胶凝胶法和络合法，其中固相球磨工艺对设备要求比较高，需要长时间高速球磨，带来杂质较多，且严重不均匀，不能生产高端产品；液相沉淀法工艺是在分子水平的接触，能够充分的接触，是目前制备高端粉体通用的方式，工艺流程包括液相合成、漂洗、烘干、煅烧、球磨后处理等，生产工艺相对较长，且会带来大量的废水，处理成本高；而溶胶凝胶法和络合法工艺原材料成本非常高，不利于产业化。因此，有必要解决上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，通过控制形核与生长速度，可制备出粒径非常细小且均匀的纳米级钒酸铋橙色粉体，且成本低廉。本专利技术提供的纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，包括下述步骤：将铋化合物和钒化合物分别溶解于1mol/L的稀硝酸中，过滤待用；同时将钼化合物溶解于100ml水中，过滤待用；将硝酸铝、硝酸铈、硝酸锌分别溶解于1mol/L的稀硝酸中，过滤待用；将各溶液混合搅拌均匀后升温到一定的温度，然后将沉淀剂以一定速度缓慢滴加到反应液中，在滴定至pH到4-7时，停止滴加沉淀剂，保持此温度下继续搅拌1-3小时，直至沉淀完全；沉淀完全后，将溶液升温至回流温度，调节pH至7-12，停止滴加沉淀剂，在此回流温度下，继续搅拌熟化，直至沉淀变粗，颜色转化成淡黄色；将沉淀过滤后，置于干燥箱中烘干，得到疏松的纳米级橙色钒酸铋前驱体；将前驱体置于马弗炉中，升温至晶体转化温度，保温一段时间后，自然冷却至室温；本专利技术上述步骤中，所述铋化合物和钒化合物之间的量比为1:1-1.2。本专利技术上述步骤中，所述钼化合物中Mo6+和钒化合物中V5+配比为Mo6+:V5+＝0.05-0.2:1。本专利技术上述步骤中，所述的铋化合物选用硝酸铋、三氧化二铋、金属铋粉中的至少一种。本专利技术上述步骤中，所述的钒化合物选用偏钒酸铵、五氧化二钒、四氧化二钒中的至少一种。本专利技术上述步骤中，所述钼化合物选用钼酸铵、钼酸钠中的至少一种。本专利技术上述步骤中，所述硝酸铝中的Al3+与所述铋化合物中的Bi3+配比为Al3+:Bi3+＝0.05-0.2:1；所述硝酸铈中的Ce4+与所述铋化合物中的Bi3+配比为Ce4+:Bi3+＝0.02-0.1：1；所述硝酸锌中的Zn2+与所述铋化合物中的Bi3+配比为Zn2+:Bi3+＝0.05-0.1:1。本专利技术上述步骤中，将各溶液混合搅拌均匀后，再将溶液加热升温到30-60℃。本专利技术上述步骤中，滴加的所述沉淀剂为氨水，浓度为25-30％，滴加速率为30-40ml/min。本专利技术上述步骤中，所述的回流温度80℃-99℃。本专利技术采用液相沉淀法工艺，通过控制形核与生长速度，可制备出粒径非常细小且均匀纳米级颗粒，由于表面自由能非常高，在后期熟化阶段，只需要提高温度和pH值，就能在短时间内迅速结晶，形成具有结晶度非常高的纳米粉体。另外本专利技术在整个合成过程中，不需要引入碱金属等杂质离子，经煅烧后，粉体自身团聚很小，只需进行简单的后处理，就可以得到目标粉体。本专利技术得到的粉体色泽鲜亮，粒径分布区间窄，着色力强；产品色相介于钒酸铋黄色颜料和市场红色颜料之间，可根据比例调节色相，是一种亮橙色的粉末，可直接使用，无需进行配色，使用方便，填补了市场空白。从上述步骤可以看到，本专利技术生产工艺流程简单，工艺时间短，成本低廉，能耗低，易于实现大规模化生产。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，包括下述步骤：S1将铋化合物和钒化合物分别溶解于1mol/L的稀硝酸中，过滤待用；同时将钼化合物溶解于水中，过滤待用。该步骤中，铋化合物可选用硝酸铋、三氧化二铋、金属铋粉中的至少一种；钒化合物选用偏钒酸铵、五氧化二钒、四氧化二钒中的至少一种；钼化合物选用钼酸铵、钼酸钠中的至少一种。其中，铋化合物和钒化合物的量比为1:1-1.2，分别溶解于1mol/L的稀硝酸溶液中，过滤，加一定的去离子水调节溶液浓度为0.5mol/L。所述钼化合物的量依据钒化合物而定，所述钒化合物中V5+和中Mo6+配比为V5+:Mo6+＝1:0.05-0.2。该步骤中，铋化合物和钒化合物溶解于稀硝酸后形成钒酸铋，加入一定含量的钼化合物可以形成钼酸铋，起到调节颜色的作用，可根据钒/钼的比值调节出不同色度的橙色，钒/钼的比值越高，橙色调越强。S2将硝酸铝、硝酸铈、硝酸锌分别溶解于1mol/L的稀硝酸中，过滤待用。该步骤引入Al3+、Ce4+、Zn2+离子，可对钒酸铋起到离子掺杂作用，其中，加入硝酸铝{Al(NO3)3}、硝酸锌{Zn(NO3)2}可起到矿化作用，降低煅烧温度，同时可提高颜料的明度；加入硝酸铈{Ce(NO3)4}可调节色相，使产品色相介于钒酸铋黄色和红色之间，Ce(NO3)4含量越高，红色调越高。该步骤中，所述的硝酸铝{Al(NO3)3}中的Al3+与铋化合物中的Bi3+配比为Al3+:Bi3+＝0.05-0.2:1；硝酸铈{Ce(NO3)4}中的Ce4+与铋化合物中的Bi3+配比为Ce4+:Bi3+＝0.02-0.1：1；硝酸锌{Zn(NO3)2}中的Zn2+与铋化合物中的Bi3+配比为Zn2+:Bi3+＝0.05-0.1:1。上述配比可保证最终产品的色泽具有靓丽的橙色。S3上述溶液过滤后，可将配制的钒溶液和钼溶液、硝酸铝溶液、硝酸铈溶液、硝酸锌溶液分别加入到铋溶液中，混合搅拌均匀后，缓慢升温到30-60℃，优选50℃，以保证反应前将物料充分被混匀，使反应更为充分。然后，再将沉淀剂以一定速度缓慢滴加到上述反应液中，随着沉淀剂的不断加入，缓慢形成钒酸铋、钼酸铋、氢氧化铝、氢氧化铈沉淀，在滴定至溶液的pH达到4-7时，停止滴加沉淀剂，保持此温度下继续搅拌1-3小时，直至沉淀完全。该步骤中，沉淀剂选用浓度25％-30％的氨水，速度为30-40ml/min，pH优选为6，保温时间2小时较佳。通过维持pH和一定的反应时间，可控制形核与生长速度，有利于沉淀颗粒均匀化。S4沉淀完全后，将溶液升温至回流温度80℃-99℃，优选90℃，然后调节升高pH至7-12，优选PH为8。该步骤中，升高pH值，将形成氢氧化锌沉淀，同时，升高温度，有利于晶型转化，形成具有一定晶体结构的颗粒。在此回流温度下，继续搅拌熟化，直至沉淀变粗，颜色转化成淡黄色。S5将沉淀过滤后，置于85℃干燥箱中烘干3-5小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将铋化合物和钒化合物分别溶解于1mol/L的稀硝酸中，过滤待用；同时将钼化合物溶解于100ml水中，过滤待用；将硝酸铝、硝酸铈和硝酸锌分别溶解于1mol/L的稀硝酸中，过滤待用；将各溶液混合搅拌均匀后升温到一定的温度，然后将沉淀剂以一定速度缓慢滴加到反应液中，在滴定至pH到4‑7时，停止滴加沉淀剂，保持此温度下继续搅拌1‑3小时，直至沉淀完全；沉淀完全后，将溶液升温至回流温度，调节pH至7‑12，停止滴加沉淀剂，在此回流温度下，继续搅拌熟化，直至沉淀变粗，颜色转化成淡黄色；将沉淀过滤后，置于干燥箱中烘干，得到疏松的纳米级橙色钒酸铋前驱体；将前驱体置于马弗炉中，升温至晶体转化温度，保温一段时间后，自然冷却至室温。

【技术特征摘要】
1.一种纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将铋化合物和钒化合物分别溶解于1mol/L的稀硝酸中，过滤待用；同时将钼化合物溶解于100ml水中，过滤待用；将硝酸铝、硝酸铈和硝酸锌分别溶解于1mol/L的稀硝酸中，过滤待用；将各溶液混合搅拌均匀后升温到一定的温度，然后将沉淀剂以一定速度缓慢滴加到反应液中，在滴定至pH到4-7时，停止滴加沉淀剂，保持此温度下继续搅拌1-3小时，直至沉淀完全；沉淀完全后，将溶液升温至回流温度，调节pH至7-12，停止滴加沉淀剂，在此回流温度下，继续搅拌熟化，直至沉淀变粗，颜色转化成淡黄色；将沉淀过滤后，置于干燥箱中烘干，得到疏松的纳米级橙色钒酸铋前驱体；将前驱体置于马弗炉中，升温至晶体转化温度，保温一段时间后，自然冷却至室温。2.如权利要求1所述的纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，其特征在于，所述铋化合物和钒化合物之间的量比为1:1-1.2。3.如权利要求2所述的纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，其特征在于，所述钼化合物中Mo6+和钒化合物中V5+配比为Mo6+:V5+＝0.05-0.2:1。4.如权利要求1-3任一项所述的纳米钒酸铋橙色无机颜料的制备方法，其特征在于，所述的铋化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓伟，陈建军，彭伟明，郭尚武，张维丽，符冬菊，
申请(专利权)人：佛山市力合通新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44