[发明专利]一种镧、钇和铈共掺杂钒酸铋无机颜料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机颜料制备领域，具体涉及一种镧、钇和铈共掺杂钒酸铋无机颜料及其制备方法。

背景技术

从上世纪80年代以来，因钒酸铋具有无毒、色泽明亮、耐腐蚀性好、光催化等优越性能，被广泛应用于光催化降解和无机颜料两大领域。作为一种环境友好型的无机材料，在颜料领域内逐渐取代了对环境有害的颜料成为一种被广泛应用的新型颜料。最近几十年里，学者们对钒酸铋在无机颜料中的应用进行了大量的研究，例如：用不同的方法制备钒酸铋颜料，其主要的方法有：固相法、浸渍法、水热法、光致还原法、改性的金属有机分解法等。用不同的原料制备钒酸铋颜料，主要用到的原料有硝酸铋、偏钒酸铵和偏钒酸钠。也有在制备钒酸铋颜料的过程中加入不同表面活性剂进行改性的，主要用到的表面活性剂有：乙二胺四乙酸、PVP、十六烷基三甲基溴化铵等。

然而这些已经远远不能满足单一钒酸铋在实际领域中的应用。

发明内容

本发明提供一种镧、钇和铈共掺杂钒酸铋无机颜料及其制备方法，利用螯合剂辅助并使用微波水热法制备镧、钇和铈三元素共同掺杂的钒酸铋颜料，镧元素、钇元素和铈元素的掺杂有助于改善钒酸铋颜料的呈色性能。

本发明采用以下技术方案：

一种镧、钇和铈共掺杂钒酸铋无机颜料制备方法，利用螯合剂辅助并使用微波水热法制备镧、钇和铈三元素共同掺杂的钒酸铋颜料。

具体包括以下步骤：

(1)、将Bi(NO₃)₃·5H₂O、La(NO₃)₃、Y(NO₃)₃·6H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O和螯合剂溶解到1～4mol/L的HNO₃溶液中并进行充分搅拌得到溶液A，其中Bi(NO₃)₃·5H₂O、La(NO₃)₃、Y(NO₃)₃·6H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O、HNO₃和螯合剂的摩尔比为1:（0.02～0.1）:（0.02～0.1）:（0.02～0.1）:（4～16）:（0.5～2）；将NaVO₃·2H₂O溶解到1～4mol/L的NaOH溶液中并进行充分搅拌得到溶液B，其中NaVO₃·2H₂O和NaOH的摩尔比为1:（4～16）；

(2)、将溶液A和溶液B混合并进行充分搅拌形成悬浮液，其中Bi³⁺和VO₃－的摩尔比为1:1，此悬浮液为镧、钇和铈三元素共同掺杂的钒酸铋颜料的前驱体；

(3)、将上述悬浮液转入到微波水热仪中，利用微波辐射加热；微波水热反应完全后，洗涤若干次，真空干燥后制得镧、钇和铈三元素共同掺杂的钒酸铋颜料。

所述螯合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸钠、乙酰丙酮或几种的混合物。

步骤（3）中将悬浮液转入到微波水热仪中，利用微波辐射加热将到160℃～220℃，水热反应1～3h。

步骤（3）中微波水热反应完全后，用去离子水和无水乙醇洗涤若干次。

步骤（3）中洗涤后在真空干燥箱中60℃下干燥12h，制得镧、钇和铈三元素共同掺杂的钒酸铋颜料。

一种镧、钇和铈共掺杂钒酸铋无机颜料，其通式为Bi_1-x-y-zLa_xY_yCe_zVO₄，其中0.02≤x≤0.1，0.02≤y≤0.1，0.02≤z≤0.1。