[发明专利]一种钒酸铋溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钒酸铋溶液的制备方法，应用在涂料领域里。

背景技术

光催化氧化技术相对于传统方法能有效去除空气中的有机污染物，且操作简便、适应范围广、反应速率快。在光催化降解中，半导体光催化剂Ti02被普遍认为是一种最有效的光催化剂，但其禁带较宽为3.2eV，只能在387.5nm以下的紫外光区被激发。而紫外光仅占自然界中最普遍且能量最强的太阳光的5％左右，对太阳光的利用效率很低，从而限制了Ti02光催化剂的工业化应用发展。因此，开发出高效且能够被可见光诱导的半导体纳米光催化剂具有深远的意义。

BiV04具有铁弹性、离子导电性、气敏性、着色等特性。此外，它也被认为是一种在可见光区内能够响应的光催化性能较好的光催化剂。这使得BiV04在离子导电陶瓷、颜料、光催化剂等领域都具有比较好的应用前景。其禁带宽度为2.5-2.9eV，不仅在紫外区有相应，而且在可见光也有很明显的吸收带。

然而目前生产钒酸铋溶液直接来用于工业化的尚少见，大多是制备成为粉末用于固体光催化剂，如201510176118.4。因此提供一种能直接应用于介质或外墙罩面的钒酸铋溶液的制备方法己成为当务之亟。

发明内容

本发明提供一种钒酸铋溶液的制备方法，其克服了现有工艺制备多为固态钒酸铋催化剂，其无法直接应用于介质或外墙罩面的缺点，具有能够适用于并能直接用于介质或外墙罩面进行施工的优点。

本发明的技术方案如下：

一种钒酸铋溶液的制备方法，其包括以下步骤：以下均为重量份，

(1)将5-7份偏钒酸化合物和1-3份氢氧化钠缓慢加入90-94份水中，并分散均匀，制成偏钒酸化合物溶液待用；

(2)在反应器中依次加入76-88份的水、2.3-2.7份铋源和2.7-3.3份稳定剂，以400-500rpm的转速以磁力搅拌28-32min后，加入6-19份的步骤1)制备的偏钒酸化合物溶液，以700-800rpm的转速以磁力搅拌28-32min，恒温恒湿静置陈化10-14h，制得反应液；

(3)用氢氧化钠溶液将步骤2)中制备好的反应液的pH值调节至7-8，调节其温度至60-80℃，于150-350rpm的转速下搅拌并反应6-10h，冷却至室温，即得钒酸铋溶液；

所述铋源为硝酸铋；偏钒酸化合物为偏钒酸钠或偏钒酸铵，稳定剂为乙二胺四乙酸。

将可见光催化剂作为罩面涂层涂覆在建筑物或道路表面形成光催化涂层，可以将扩散在空气中的气态污染物吸附在多孔的光催化涂层表面，然后在可见光照射下，光催化剂被激发产生的光生电子和空穴产生的HO·、HO2·和O2·氧化碳氢化合物、氮氧化物和硫氧化物，使其最终生成无害的二氧化碳、水、无机盐和相应的矿物。光能自洁涂料表面超亲水，以纳米二氧化钛为例，在紫外光照下，二氧化钛膜表面形成电子和空穴，空穴进一步形成氧空穴，氧空穴吸附空气中的水蒸气，形成化学吸附水，即表面带羟基，从而致其表面超亲水。水易润湿光能自洁涂料表面，使其表面与有机污染气体反应后产生的无机盐和相应矿物被雨水冲刷掉，从而达到净化空气的目的。本申请的制备方法能够制备出钒酸铋溶液，而非现有工艺制备的固态钒酸铋催化剂，该钒酸铋溶液能被直接用于介质或外墙罩面进行施工，具有使用方便、快捷的优点。

所述钒酸铋溶液的制备方法，其包括以下步骤：以下均为重量份，

(1)将6份偏钒酸化合物和2份氢氧化钠缓慢加入92份水中，并分散均匀，制成偏钒酸化合物溶液待用；

(2)在反应器中依次加入76份的水、2.3份铋源和2.7份稳定剂，以450rpm的转速以磁力搅拌30min后，加入19份的步骤1)制备的偏钒酸化合物溶液，以750rpm的转速以磁力搅拌30min，恒温恒湿静置陈化12h，制得反应液；

(3)用氢氧化钠溶液将步骤2)中制备好的反应液的pH值调节至7-8，调节其温度至80℃，于150-350rpm的转速下搅拌并反应10h，冷却至室温，即得钒酸铋溶液。

该优选的钒酸铋溶液的制备方法中，偏钒酸化合物、铋源、各种溶剂的优选配比以及制备工艺中的优选参数，使得其制备出的钒酸铋溶液对有机污染气体的降解的效率更高。所述步骤3)中氢氧化钠溶液的质量浓度为2.5％。

与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：

1)制备出钒酸铋溶液替代了传统工艺只能制备出固态钒酸铋催化剂，能够用于有机污染气体的降解，且降解效率高；

2)终产物为溶液，可以直接涂抹于漆面作为罩面涂层，使用方便快捷；