CN116178990A - 一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功能材料制备领域，具体涉及一种钒酸铋颜料粉体的包膜方法。在高温空气中将钒酸铋粉体与包膜剂的混合液体进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。本发明采用钒酸铋粉体与包膜剂混合后的液体进行喷雾干燥包膜，具有工艺简单、工艺流程短，无煅烧处理过程、能耗低的优点。
Description
技术领域
本发明属于功能材料制备领域，具体涉及一种钒酸铋颜料粉体的包膜方法。
背景技术
钒酸铋(BiVO4)具有无毒、耐候性好、色泽明亮及对环境友好的优良性能，因而可以用来代替含有铅、镉、铬等有毒元素的颜料，是一种具有市场前景的绿色环保无机黄色颜料。但是单纯的钒酸铋黄色颜料，煅烧到600℃以上颜色变深，甚至发黑。所以必须对钒酸铋进行表面包覆，在其表面形成耐高温的包覆层。
中国专利：CN104830099A公开了包覆型二氧化硅-钒酸铋-硫酸钡高亮黄色颜料制备方法，将硫酸钡粉末与0.2～0.6M钒酸铋前驱体溶液混合，研磨20min，取出混合物在50～80℃下烘干，烘干后再研磨20min，将研磨好的粉末在400～500℃下煅烧2～4h后球磨12h，得到钒酸铋@硫酸钡复合粉体，再与0.1～0.3M二氧化硅前驱体溶液混合并研磨20min，干燥后再研磨20min，在400～500℃下煅烧2～4h后球磨12h，制备得到包覆型的二氧化硅@钒酸铋@硫酸钡颜料。与现有技术相比，本发明只在硫酸钡表面有一层为钒酸铋，大大降低了昂贵的钒酸铋的用量，从而降低了该黄色颜料的成本；而且，在降低成本的同时，复合粉体的颜色性能依然优异，其亮度和着色力比纯钒酸铋更好，具有极高的推广利用价值。
但是该专利存在工艺复杂、工艺流程长的缺陷。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种钒酸铋颜料粉体的包膜方法，本发明采用钒酸铋粉体与包膜剂混合后的液体进行喷雾干燥包膜，具有工艺简单、工艺流程短，无煅烧处理过程、能耗低的优点。
本发明通过下述技术方案实现：
本发明提供了一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，在高温空气中将钒酸铋粉体与包膜剂的混合液体进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
进一步地，步骤A：取钒酸铋粉体配制成钒酸铋粉体分散液；
步骤B：取包膜剂配制成包膜剂溶液，调节包膜剂溶液pH制成包膜剂溶胶；
步骤C：将所述包膜剂溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀，调节pH得到包裹型钒酸铋前驱体；
步骤D：将所述包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，喷雾干燥器进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
进一步地，步骤A包括如下步骤：
A100：取钒酸铋粉体，加入水和分散剂并搅拌；
A200：超声处理得到钒酸铋粉体溶液。
进一步地，每升钒酸铋粉体溶液含0.5-1.0moL钒酸铋粉体；每升钒酸铋溶液含0.01-0.1mol分散剂。
进一步地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇中的一种。
进一步地，步骤B包括如下步骤：
B100：取包膜剂加入水，搅拌加热配置成浓度为0.3-0.6moL/L的包膜剂溶液；
B200：在所述包膜剂溶液中加入体积分数为5-10％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH值为6-8，在70-90℃温度下搅拌1-3h后得到包膜剂溶胶。
进一步地，所述包膜剂为含硅盐、含铝盐及含钛盐中的一种。
进一步地，所述步骤C中调节pH值为8-9。
进一步地，所述喷雾干燥器的参数控制为：所述包裹型钒酸铋前驱体的进料速率0.6-1.2L/h，离心雾化器转速≥300rpm，进风温度为120-200℃。
采用上述技术方案，本发明包括如下优点：
1、本发明采用钒酸铋粉体与包膜剂混合后的液体进行喷雾干燥包膜，具有工艺简单、工艺流程短，无煅烧处理过程、能耗低的优点。
2、本发明采用分散剂进行超声预分散，可有效保证钒酸铋粉体的分散性，后续进行喷雾干燥，可保证包膜过程的均一性，在喷雾和高温下使包膜剂与粉体结合更牢固，增强粉体耐温性能。
3、本发明不存在液相和固相反应，不存在废水和废弃产生，不会污染环境。
4、本发明钒酸铋粉体的包膜方法简单高效易控制，解决常规粉体包膜过程中存在的流程复杂，可控性差，效率低的问题；制备的包裹型钒酸铋粉体具有良好的均匀度、耐温性能、流动性和溶解性，产品质量优良。
5、本发明整体工艺流程短，且不存在液相和固相反应均产生废水和废气产生及工艺难以控制的问题；发明将包裹型钒酸铋前驱体置于喷雾干燥器中，控制进料速率、离心雾化器转速、进风温度，进行喷雾干燥制粒，获得包裹型钒酸铋粉体，具有工艺简单可控、工艺流程短，无煅烧处理过程、能耗低的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书中所指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，在高温空气中将钒酸铋粉体与包膜剂的混合液体进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法具体可以分为如下步骤：
步骤A：取钒酸铋粉体配制成钒酸铋粉体分散液；
A100：取钒酸铋粉体，加入水和分散剂并搅拌；A200：超声处理得到钒酸铋粉体溶液。基于此，能够提高钒酸铋粉体的分散效果和分散效率。
步骤B：取包膜剂配制成包膜剂溶液，调节包膜剂溶液pH制成包膜剂溶胶；
B100：取包膜剂加入水，搅拌加热配置成浓度为0.3-0.6moL/L的包膜剂溶液；
B200：在所述包膜剂溶液中加入体积分数为5-10％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH值为6-8，在70-90℃温度下搅拌1-3h后得到包膜剂溶胶。基于此得到的包膜剂溶胶能够更好的对钒酸铋粉体包膜。
步骤C：将所述包膜剂溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀，调节pH得到包裹型钒酸铋前驱体；
步骤D：将所述包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，喷雾干燥器进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
进一步地，每升钒酸铋粉体溶液含0.5-1.0moL钒酸铋粉体；每升钒酸铋溶液含0.01-0.1mol分散剂。基于此，在避免使用过多分散剂的的基础上，使钒酸铋粉体分散，且还能保证钒酸铋粉体具有更好的包膜效果。
进一步地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇中的一种。当然，分散剂并不限于上述举例，现有技术中的其他分散剂也能适用本发明。
进一步地，所述包膜剂为含硅盐、含铝盐及含钛盐中的一种。
进一步地，所述步骤C中调节pH值为8-9。
进一步地，所述喷雾干燥器的参数控制为：所述包裹型钒酸铋前驱体的进料速率0.6-1.2L/h，离心雾化器转速≥300rpm，进风温度为120-200℃。
实施例2
本实施例提供了一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，
步骤A：取钒酸铋粉体配制成钒酸铋粉体分散液；
A100：取钒酸铋粉体，加入水和分散剂并搅拌；
A200：超声处理得到钒酸铋粉体溶液。升钒酸铋粉体溶液含0.5-1.0moL钒酸铋粉体；每升钒酸铋溶液含0.01-0.1mol分散剂。
步骤B：取包膜剂配制成包膜剂溶液，调节包膜剂溶液pH制成包膜剂溶胶；
B100：取包膜剂加入水，搅拌加热配置成浓度为0.3-0.6moL/L的包膜剂溶液；
B200：在所述包膜剂溶液中加入体积分数为5-10％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH值为6-8，在70-90℃温度下搅拌1-3h后得到包膜剂溶胶。基于此得到的包膜剂溶胶能够更好的对钒酸铋粉体包膜。
步骤C：将所述包膜剂溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀，调节pH值为8-9得到包裹型钒酸铋前驱体；
步骤D：将所述包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，所述喷雾干燥器的参数控制为：所述包裹型钒酸铋前驱体的进料速率0.6-1.2L/h，离心雾化器转速≥300rpm，进风温度为120-200℃；喷雾干燥器进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
进一步地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇中的一种。当然，分散剂并不限于上述举例，现有技术中的其他分散剂也能适用本发明。
进一步地，所述包膜剂为含硅盐、含铝盐及含钛盐中的一种。
实施例3
取钒酸铋粉体，加入水和十二烷基苯磺酸钠搅拌均匀后，超声处理10min，配制成钒酸铋浓度为0.5mol/L、十二烷基苯磺酸钠浓度为0.01mol/L的钒酸铋粉体分散液。取含硅盐配制成浓度为0.3mol/L的溶液，滴加体积分数为5％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH为6，在70℃温度下搅拌1h制成含硅包膜剂溶胶备用。将含硅包膜溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀后，调节pH为8，制得包裹型钒酸铋前驱体。将包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，控制进料速率为0.6L/h，离心雾化器转速300rpm，进风温度为120℃，进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
实施例4
取钒酸铋粉体，加入水和十六烷基三甲基溴化铵搅拌均匀后，超声处理15min，配制成钒酸铋浓度为1.0mol/L、十六烷基三甲基溴化铵浓度为0.1mol/L的钒酸铋粉体分散液。取含铝盐配制成浓度为0.6mol/L的溶液，滴加体积分数为10％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH为8，在90℃温度下搅拌3h制成含铝包膜剂溶胶备用。将含铝包膜溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀后，调节pH为9，制得包裹型钒酸铋前驱体。将包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，控制进料速率为1.2L/h，离心雾化器转速300rpm，进风温度为200℃，进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
实施例5
取钒酸铋粉体，加入水和十二烷基苯磺酸钠搅拌均匀后，超声处理10min，配制成钒酸铋浓度为0.5mol/L、十二烷基苯磺酸钠浓度为0.05mol/L的钒酸铋粉体分散液。取含硅盐配制成浓度为0.5mol/L的溶液，滴加体积分数为5％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH为8，在90℃温度下搅拌2h制成含硅包膜剂溶胶备用。将含硅包膜溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀后，调节pH为8，制得包裹型钒酸铋前驱体。将包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，控制进料速率为0.6L/h，离心雾化器转速500rpm，进风温度为150℃，进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
实施例6
取钒酸铋粉体，加入水和十六烷基三甲基溴化铵搅拌均匀后，超声处理15min，配制成钒酸铋浓度为1.0mol/L、十六烷基三甲基溴化铵浓度为0.1mol/L的钒酸铋粉体分散液。取含铝盐配制成浓度为0.6mol/L的溶液，滴加体积分数为10％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH为7，在80℃温度下搅拌3h制成含铝包膜剂溶胶备用。将含铝包膜溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀后，调节pH为9，制得包裹型钒酸铋前驱体。将包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，控制进料速率为1.0L/h，离心雾化器转速300rpm，进风温度为200℃，进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
实施例7
取钒酸铋粉体，加入水和聚乙二醇搅拌均匀后，超声处理12min，配制成钒酸铋浓度为0.8mol/L、聚乙二醇浓度为0.01mol/L的钒酸铋粉体分散液。取含钛盐配制成浓度为0.3mol/L的溶液，滴加体积分数为8％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH为6，在70℃温度下搅拌1h制成含钛包膜剂溶胶备用。将含钛包膜溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀后，调节pH为8，制得包裹型钒酸铋前驱体。将包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，控制进料速率为1.2L/h，离心雾化器转速800rpm，进风温度为120℃，进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，其特征在于，在高温空气中将钒酸铋粉体与包膜剂的混合液体进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
2.如权利要求1所述的一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：取钒酸铋粉体配制成钒酸铋粉体分散液；
步骤B：取包膜剂配制成包膜剂溶液，调节包膜剂溶液pH制成包膜剂溶胶；
步骤C：将所述包膜剂溶胶滴加至钒酸铋粉体分散液中，搅拌均匀，调节pH得到包裹型钒酸铋前驱体；
步骤D：将所述包裹型钒酸铋前驱体加入喷雾干燥器中，喷雾干燥器进行喷雾干燥制得包裹型钒酸铋粉体。
3.如权利要求2所述的一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，其特征在于，步骤A包括如下步骤：
A100：取钒酸铋粉体，加入水和分散剂并搅拌；
A200：超声处理得到钒酸铋粉体溶液。
4.如权利要求3所述的一种包裹型钒酸铋粉体的制度方法，其特征在于，每升钒酸铋粉体溶液含0.5-1.0moL钒酸铋粉体；每升钒酸铋溶液含0.01-0.1mol分散剂。
5.如权利要求3所述的一种包裹型钒酸铋粉体的制度方法，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇中的一种。
6.如权利要求2所述的一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，其特征在于，步骤B包括如下步骤：
B100：取包膜剂加入水，搅拌加热配置成浓度为0.3-0.6moL/L的包膜剂溶液；
B200：在所述包膜剂溶液中加入体积分数为5-10％的硫酸溶液调节包膜剂溶液pH值为6-8，在70-90℃温度下搅拌1-3h后得到包膜剂溶胶。
7.如权利要求2所述的一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，其特征在于，所述包膜剂为含硅盐、含铝盐及含钛盐中的一种。
8.如权利要求2所述的一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤C中调节pH值为8-9。
9.如权利要求2所述的一种包裹型钒酸铋粉体的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥器的参数控制为：所述包裹型钒酸铋前驱体的进料速率0.6-1.2L/h，离心雾化器转速≥300rpm，进风温度为120-200℃。
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