钒酸铋颜料的合成研究

钒酸铋颜料的合成研究

1无机白色颜料黄色有机颜料在颜料厂中起着非常重要的作用。而传统的黄色无机颜料要不是色泽比较暗淡,容易褪色;要不就是含有铅、镉、铬等有毒元素,在许多应用领域收到限制。因此,开发一种色度好、无毒、耐候性好的无机黄色颜料显得十分迫切钒酸铋颜料是一种有着美好前景的新型颜料,具有无毒、耐候性好、色泽明亮及对环境友好等优良性能。因而,可以通过生产钒酸铋颜料来替代一直就有争议的含铅、镉、铬等有毒元素的颜料我们通过粉末煅烧法和水溶液沉淀法的实验制得色度、颗粒度都比较好的钒酸铋颜料,从而为无机黄色颜料的开发开辟了一条合理有效的途径。2bi2.1.2改性2.12.1.1粉末煅烧法本方法所用的原料是Bi首先将Bi2.1.2水溶液沉淀法本方法所用的原料是Bi(NO此方法中,Bi(NO煅烧前的反应物进行差热分析。差热分析的标样为α-Al3结果与讨论3.1颜料的储藏和使用过程中稳定性的提高煅烧的目的不仅为了脱去水溶液沉淀法中合成物的结晶水,更重要的是可以稳定合成产物的晶型,从而使颜料在储藏和使用过程中能保持明亮的色泽和光的稳定性。煅烧的影响因素主要有煅烧温度的高低和煅烧时间的长短。3.1.1煅烧温度的影响煅烧的温度对于钒酸铋颜料的色泽和质量影响较大。不同的温度,得到产品的色泽相关很远。温度过低,反应不完全,产品显浅黄色或白色,没有光泽,颗粒较粗糙;温度过高,得到的颜料会进一步反应,致使产品的色泽变暗、变黑,同时使颜料在坩埚中结块,难以脱落,达不到产品要求;更甚者,将损坏实验仪器。因此,煅烧温度是保证产品质量的关键因素。差热分析曲线为物料煅烧温度的选取提供了依据。对于粉末煅烧法,从图1的曲线可以看出,在640℃左右,Bi对于水溶液沉淀法,从图2Bi(NO100~150℃:Bi(NO300℃:Bi(NO400℃:BiO500℃:BiONO从上面分析知道,Bi(NO3.1.2表面色泽和颗粒由实验结果知道,在相同的煅烧温度下,煅烧时间过短,反应不完全,产物表面颜色暗淡,颗粒粗大;而煅烧的时间过长,产物会发生过烧反应而呈灰色,所以要根据不同的实验方法控制煅烧时间的长短。3.23.2.1次煅烧后的研磨从上面的实验过程可以看出,制造钒酸铋颜料需要三次研磨。第一次煅烧前的研磨:由于水溶液沉淀法中Bi(NO第一次煅烧之后的研磨:经过第一次煅烧之后,反应物已经结成块状,而且表面上的颜色不匀,半成品内部存在着含量不均的情况,所以为了在第二次煅烧中反应物的反应进行得更加彻底,必须进行研磨。第二次煅烧之后的研磨:由于在煅烧之后得到的产物有成团结块现象,这样就需要研磨。研磨的目的是使颜料产物的颗粒更加细小,色泽明亮,同时增大颜料的分散性能、遮盖力和色度等。3.2.2添加剂在Bi(NO在Bi(NO3.3识别事物的差异图3为产物的X射线衍射图,图中标有△的代表BiVO3.4反应的机理不同在扫描电镜下对实验所得颜料进行观察,如上图3和图4,可以看出,两种方法得到的产物颗粒性好,颗粒分布比较均匀;但水溶液沉淀法得到的颗粒更加细小,而粉末煅烧法颗粒分布均匀性比较好,却伴有轻微团聚现象。这主要是它们反应的机理不同造成的。由于粉末煅烧法是传统的固相反应,特点是反应只在固相相界面上进行。由Jander模型4煅烧温度对颜料色度的影响见表44.1利用粉末煅烧法和水溶液沉淀法可以制得钒酸铋颜料。此两种方法制造钒酸铋颜料的工艺流程合理简短、操作方便、设备简单、试剂消耗少。4.2钒酸铋颜料合成的最佳工艺条件是:粉末煅烧法的第一次煅烧温度为500~550℃,第二次煅烧温度为630~650℃;水溶液沉淀法的混合搅拌的温度保持60℃,溶液中和pH=9~10,沉淀产物干燥温度120℃,第一次煅烧温度550℃,第二次煅烧温度650~700℃。4.3水溶液得到的颜料比粉末煅烧法得到的颜料色度好,颗粒细小,分布均