(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.01.22
C N 103523831
A (21)申请号 201210228971.2
(22)申请日 2012.07.03
C01G 31/00(2006.01)
(71)申请人广东先导稀材股份有限公司
地址511500 广东省清远市清新县禾云镇工
业区（鱼坝公路旁）
(72)发明人赵青燕 朱刘 李蓉 裴志明
刘华胜
(74)专利代理机构北京五洲洋和知识产权代理
事务所(普通合伙) 11387
代理人张向琨 温泉
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种钒酸铋的制备方法，包括步
骤：将Bi 2O 3溶解于硝酸中配制Bi(NO 3)3溶液；由 NH 4VO 3、Na 5P 3O 10、Na 2MoO 4、纯净水、以及NaOH 配制
NaVO 3混合溶液；将Bi(NO 3)3溶液加入NH 4VO 3混合
溶液中，Bi(NO 3)3溶液加完之后，调节反应溶液初 始pH ，且搅拌；反应完毕后，进行陈化处理；对于
反应获得的BiVO 4沉淀物洗涤、分离、干燥，以获得
干燥的BiVO 4粉体；将干燥的BiVO 4粉体煅烧，以
获得烧结的BiVO 4粉体；将烧结的BiVO 4粉体进行
球磨；将球磨后的BiVO 4粉体干燥，以获得BiVO 4
产品。所述钒酸铋的制备方法制备周期短、工艺简
单；而且制备得到的产品性能优异。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书5页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页(10)申请公布号CN 103523831 A
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1.一种钒酸铋的制备方法，包括步骤：
将Bi 2O 3溶解于硝酸中配制Bi(NO 3)3溶液；
由NH 4VO 3、Na 5P 3O 10、Na 2MoO 4、纯净水、以及NaOH 配制NaVO 3混合溶液；
将Bi(NO 3)3溶液加入NH 4VO 3混合溶液中，Bi(NO 3)3溶液加完之后，调节反应溶液初始pH ，且搅拌；
反应完毕后，进行陈化处理；
对于反应获得的BiVO 4沉淀物洗涤、分离、干燥，以获得干燥的BiVO 4粉体；
将干燥的BiVO 4粉体煅烧，以获得烧结的BiVO 4粉体；
将烧结的BiVO 4粉体进行球磨；
将球磨后的BiVO 4粉体干燥，以获得BiVO 4产品。
2.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，Bi(NO 3)3溶液的浓度为0.1~2mol/L 。
3.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，所述配制NaVO 3混合溶液的过程为：将NH 4VO 3、Na 5P 3O 10、Na 2MoO 4加入纯净水混合，然后再加入NaOH ，之后继续加入纯净水，配制NaVO 3混合溶液。
4.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，在配制NaVO 3混合溶液时，钒与铋的摩尔比为V:Bi=(0.6~1.8):1，钼与铋摩尔比为Mo:Bi=(0~1):1，氢氧化钠与铋摩尔比为NaOH:Bi=(5~10):1，三聚磷酸钠与铋摩尔比为Na 5P 3O 10:Bi=(0.01~1):1。
5.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，将Bi(NO 3)3加入NH 4VO 3溶液过程中，流速为1ml/min~500ml/min ，反应溶液初始pH 为4~10，搅拌时间1h~5h ，反应温度20℃~90℃。
6.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，陈化时间为2~30h 。
7.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，对于反应获得的BiVO 4沉淀物洗涤、分离、干燥时，干燥温度为60℃~120℃。
8.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，将干燥的BiVO 4粉体煅烧时，煅烧的温度为200℃~800℃，时间为1h~10h 。
9.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，将烧结的BiVO 4粉体进行球磨时，球磨介质为锆球，分散剂为十二烷基苯磺酸钠，并采用纯净水，且锆球、纯净水、十二烷基苯磺酸钠、BiVO 4的比例为锆球：纯净水：十二烷基苯磺酸钠:BiVO 4=(8~15):3:(0.001~0.01):1，球磨时间为5~60h 。
10.根据权利要求1所述的钒酸铋的制备方法，其特征在于，将球磨后的BiVO 4粉体干燥时，在0.05~0.
09MPa 的真空度下在50℃~80℃下干燥。权 利 要 求 书CN 103523831 A
钒酸铋的制备方法技术领域
[0001] 本发明涉及一种无机颜料的制备方法，尤其涉及一种钒酸铋的制备方法。背景技术 [0002]
BiVO 4黄颜料具有无毒、耐候性好、泽明亮及对环境友好的优良性能，是一种
有着美好前景的新型颜料，因而可用来代替含有铅、镉、铬等有毒元素的颜料，应用于汽车面漆、工业涂料、橡胶制品、塑料制品和印刷油墨的着等各项性能要求很高的场合。
[0003] BiVO 4作为一种泽鲜艳、性能良好、不含铅、无毒的黄新型环保颜料，因其优异的稳定性有着广泛的应用前景。BiVO 4主要有四方锆石型、单斜白钨矿型结构和四方白钨矿结构，其中单斜晶系BiVO 4适合用作黄颜料。
[0004] BiVO 4的制备方法主要有固相法、溶胶凝胶法、化学共沉淀法、水热合成法、金属有机化合物热分解法、液相沉淀法和微乳液法等。以上的制备方法均能制备出亮黄的BiVO 4颜料，但或者制备工艺复杂；或者成分不够均一；或者耐温性差，满足不了更高的要求。比较而言，液相沉淀法因其操作简单，成本低廉适合于BiVO 4颜料的生产。
[0005] 1996年7月16日授权的美国专利US5,536,309报道了一种掺杂BiVO 4的制备方法，通过化学沉淀法制备出物质成分为Bi x E v Si y V (1-z)P z O w 的颜料，其中E 为钙或者钙锌镁的混合物，掺杂后BiVO 4具有好的热稳定性。1990年6月17日核准的美国专利US4,937,063介绍了一种固相反应制备BiVO 4的方法，铋氧化物和钒的化合物通过混合球磨、干燥。煅烧等工艺获得BiVO 4颜料。1991年8月28日公开的欧洲专利EP0443981A1提出了一种通过煅烧由氧化铋、五氧化二钒、碳酸钡组成的混合物制得含钡或者含锌的着力强的亮黄颜料的方法。
[0006] 以上的制备方法均能制备出亮黄的BiVO 4颜料，或者制备工艺复杂；或者成分不够均一；或者着力差，或者耐温性差，满足不了更高的要求。
[0007] 因此开发一种技术线路简单，产品性能优良的BiVO 4颜料的制备技术具有重要意义。发明内容
[0008] 鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种钒酸铋的制备方法，其能
简化制备工艺。
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种钒酸铋的制备方法，其能提高所获得的钒酸铋的产品性能。
[0010] 为了实现上述目的，本发明提供了一种钒酸铋的制备方法，包括步骤：将Bi 2O 3溶解于硝酸中配制Bi(NO 3)3溶液；由NH 4VO 3、Na 5P 3O 10、Na 2MoO 4、纯净水、以及NaOH 配制NaVO 3混
合溶液；将Bi(NO 3)3溶液加入NH 4VO 3混合溶液中，Bi(NO 3)3溶液加完之后，调节反应溶液初始pH ，且搅拌；反应完毕后，进行陈化处理；对于反应获得的BiVO 4沉淀物洗涤、分离、干燥，以获得干燥的BiVO 4粉体；将干燥的BiVO 4粉体煅烧，以获得烧结的BiVO 4粉体；将烧结的
BiVO
4粉体进行球磨；将球磨后的BiVO
4
粉体干燥，以获得BiVO
4
产品。
[0011] 本发明的有益效果如下。
[0012] 本发明提供的所述钒酸铋的制备方法，其制备周期短，制备工艺简单；而且制备得到的产品性能优异。
具体实施方式
[0013] 首先说明根据本发明的钒酸铋的制备方法。
[0014] 根据本发明的钒酸铋的制备方法包括步骤：将Bi2O3溶解于硝酸中配制Bi(NO3)3
溶液；由NH
4VO
3
、Na
5
P
3
O
10
、Na
2
MoO
4
、纯净水、以及NaOH配制NaVO
3
混合溶液；将Bi(NO
3
)
3
溶液
加入NaVO
3混合溶液中，Bi(NO
3
)
3
溶液加完之后，调节溶液pH，搅拌；反应结束后，进行陈化
处理；对于反应获得的BiVO
4沉淀物经洗涤、分离、干燥，以获得干燥的BiVO
4
粉体；将干燥
的BiVO
4粉体煅烧，以获得烧结的BiVO
4
粉体；将烧结的BiVO
4
粉体进行球磨；将球磨后的
BiVO
4粉体真空干燥，以得到BiVO
4
产品。
[0015] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，Bi(NO3)3溶液浓度为0.1~2mol/L。
[0016] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，在配制NaVO3混合溶液时，钒与铋摩尔比为V:Bi=(0.6~1.8):1；钼与铋摩尔比为Mo:Bi=(0~1):1，氢氧化钠与铋摩尔比
为NaOH:Bi=(5~10):1，三聚磷酸钠与铋摩尔比为Na
5P
3
O
10
:Bi=(0.01~1):1。
[0017] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，所述配制NaVO3混合溶液的过
程为：将NH
4VO
3
、Na
5
P
3
O
10
、Na
2
MoO
4
加入纯净水混合，然后再加入NaOH，之后继续加入纯净水，
配制NaVO
3
混合溶液。
[0018] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，在将Bi(NO3)3溶液加入NH4VO3
混合溶液过程中，将Bi(NO
3)
3
溶液加入NH
4
VO
3
混合溶液的流速为1ml/min~500ml/min，加入
的同时进行搅拌，反应1h~5h，反应温度20℃~90℃，反应溶液初始pH为4~10。更优选地，
将Bi(NO
3)
3
溶液加入NH
4
VO
3
混合溶液过程由蠕动泵完成。
[0019] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，陈化时间2~30h；
[0020] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，干燥的BiVO4粉体中的含盐量为0.51~0.75%；
[0021] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，对于反应获得的BiVO4沉淀物洗涤、分离、干燥时，所述干燥温度为60℃~120℃。
[0022] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，将干燥的BiVO4粉体煅烧时，煅烧的温度为200℃~800℃，时间1h~10h；更优选地，煅烧采用马弗炉完成。
[0023] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，将烧结的BiVO4粉体进行球磨时，球磨介质为锆球，分散剂为十二烷基苯磺酸钠，并加入纯净水，且锆球、纯净水、十二烷基苯磺酸钠、BiVO
4
的比例为锆球：纯净水：十二烷基苯磺酸
钠:BiVO
4=(8~15):3:(0.001~0.01):1，球磨时间为5~60h。优选地，球磨后BiVO
4
粒径为
204.3nm~926.8nm。
[0024] 在根据本发明所述的钒酸铋的制备方法中，优选地，将球磨后的BiVO4粉体干燥时，在50℃~80℃下于0.05~0.09MPa真空度下干燥。
[0025] 其次说明根据本发明钒酸铋的制备方法的实施例。
[0026] 实施例1
[0027] 将10g Bi 2O 3溶解于18ml65wt.%的硝酸中并加入纯净水配制1.2mol/L 的Bi(NO 3)3溶液；
[0028] 将6g NH 4VO 3、0.158g Na 5P 3O 10、0.62g Na 2MoO 4·2H 2O 加纯净水混合后，缓慢加入称量的10g NaOH ，反应后，继续加入纯净水配制成1mol/LNaVO 3混合溶液（计算的摩尔比V:Bi =1.195:1;Mo:Bi=0.06:1;NaOH:Bi=5.83:1;Na 5P 3O 10:Bi=0.01:1）；
[0029] 将配制的Bi(NO 3)3溶液用蠕动泵加入配制的NaVO 3混合溶液中，流速为20ml/min ，加完Bi(NO 3)3溶液，调节反应液使其初始pH=7，然后机械搅拌1h ，反应温度为60℃，待反应完毕后，陈化2h ；
[0030] 反应后混合液经过反复沉淀、洗涤、分离，然后将BiVO 4置于干燥箱中在80℃下干燥；
[0031] 将干燥的BiVO 4粉体置于马弗炉中，在300℃下煅烧3h ；
[0032] 将烧结后的BiVO 4粉体按照锆球：纯净水：十二烷基苯磺酸钠:BiVO 4=8:3:0.005:1加入球磨30h ；
[0033] 在0.05MPa 的真空度下，50℃干燥，得到BiVO 4产品。
[0034] 实施例2
[0035] 将10gBi 2O 3溶解于18ml 65wt.%的硝酸中并加入纯净水配制2mol/L 的Bi(NO 3)3溶液；
[0036] 将9.03g NH 4VO 3、4.89g Na 5P 3O 10、0g Na 2MoO 4·2H 2O （即Na 2MoO 4·2H 2O 不存在）加纯净水混合，缓慢加入17.16g NaOH ，反应后，继续加入纯净水配制成2mol/LNaVO 3混合溶液（摩尔比V:Bi=1.8:1；Mo:Bi=0:1；NaOH:Bi=10:1；Na 5P 3O 10:Bi=0.31:1）；
[0037] 将配制的Bi(NO 3)3溶液用蠕动泵加入配制的NaVO 3混合溶液中，流速100ml/min ，加完Bi(NO 3)3溶液，调节反应溶液使其初始pH=10，然后机械搅拌5h ，反应温度为90℃，待反应完毕后，陈化24h ；
[0038] 反应后混合液经过反复沉淀、洗涤、分离，然后将BiVO 4置于干燥箱中在120℃下干燥；
[0039] 将干燥的BiVO 4粉体置于马弗炉中，在800℃下煅烧1h ；
[0040] 将烧结后的BiVO 4粉体按照锆球：纯净水：十二烷基苯磺酸钠:BiVO 4=10:3:0.001:1球磨60h ；
[0041] 在0.06MPa 的真空度下，60℃真空干燥，得到BiVO 4产品。
[0042] 实施例3
[0043] 将10g Bi 2O 3溶解于25ml 65wt.%的硝酸中并加入纯净水配制0.1mol/L 的Bi(NO 3)3溶液；
[0044] 将3.01g NH 4VO 3、15.787g Na 5P 3O 10、10.38g Na 2MoO 4·2H 2O 加入纯净水后混合，缓慢加入8.58g NaOH ，反应后，继续加入纯净水配制成0.1mol/LNaVO 3混合溶液（摩尔比V:Bi=0.6:1；Mo:Bi=1:1；NaOH:Bi=5:1；Na 5P 3O 10:Bi=1:1）；
[0045] 将配制的Bi(NO 3)3溶液用蠕动泵加入配制的NaVO 3混合溶液中，流速500ml/min ，加完Bi(NO 3)3溶液，调节反应溶液使其初始pH=8，然后机械搅拌3h ，反应温度为80℃，待反
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