纳米BiVO4黄色颜料的制备研究
摘要： 以Bi(NO3)3．2H2O和NaVO3为原料，采用液相沉淀法，制备BiVO4纳米材料。研究了反应温度和pH值对结果的影响。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和红外光谱(IR)技术对产物进行分析表征。结果表明，反应温度和pH值显著影响产物的结晶性和形貌结构，随着反应温度的逐步升高，产物的结晶性越来越好，而且物相趋向于单一的单斜晶系白钨矿结构。在相同的反应温度下，随着溶液pH的增大，产物由片状趋向于增厚的块状。
关键词： 钒酸铋；纳米；制备；颜料
l引 言
颜料是涂料的重要组成部分，它通常以极小的结晶分散于成膜介质中。由于传统的无机黄色颜料含有铅、铬(VI)和镉等危害人类健康和污染环境的金属元素，因此应用领域受到越来越严格的限制。虽然有一系列的有机黄色颜料可作为替代品，但不能满足对遮盖力、耐久性等性能的要求。而钒酸铋颜料以及近些年来出现的更具红相的钒酸铋复合颜料，具有无毒、色饱和度高等优点，已逐步成为铬黄、镉黄颜料的替代品。
BiVO的性质强烈依赖于它的结构。钒酸铋是多晶型化合物，主要有3种不同晶型，分别为四方晶系白钨矿型(高温相)、四方晶系硅酸锆型和单斜晶系白钨矿型(褐钇铌矿型)。不同的制备方法对BiVO4的结构和性能有重要影响。BiVO的制备方法主要有固相合成、超声化学合成 、水热合成， 、水相沉淀法 。 和金属有机化合物热分解法。当BiVO4作为颜料使用时， 由于颜料粒子真正起有效作用的是粒子的表面层，有文献报道采用水相反应进行包核处理的研究”。通常，单斜晶系BiVO采用高温固相反应、水热反应或金属醇盐水解法制得，而四方晶系硅酸锆型BiVO4可在水相沉淀法制备得到。通常水相沉淀法很难获得单斜晶系或四方晶系白钨矿结构，虽然通过选择特殊的反应原料(如K2V5Ol4，KV3O8)能够在较低的温度获得不同结构的BiVO材料，但需要很长的反应时间隅。因此发展温和的制备方法，并灵活控制形貌和结构，对BiVO材料的性质和应用研究具有一定意义。
由于BiVO结构的多样性和重要的应用价值，因此充分研究BiVO材料的制备具有重要意义。本文报道在水相体系中，通过控制适宜的pH值和反应温度，采用液相沉淀法制备得到不同形貌的BiVO，研究了反应温度、pH值对结果的影响。
2实验
所用试剂Bi(NO3)3．2H2O、NaVO3、氨水、硝酸均为分析纯。实验用水为二次蒸馏水。将Bi(NO3)3．2H2O和NaVO3分别溶解在2~4mol／L的硝酸溶液中，使其浓度在0．05～0．20mol／L范围内，然后在一定的温度下将NaVO3硝酸溶液与Bi(NO3)3．2H20的硝酸溶液混合，并控制V：Bi物质的量比为1：1，通过滴加用蒸馏水稀释1倍的氨水溶液调节pH值。反应完毕后，将沉淀过滤、水洗、乙醇洗涤，8O℃下真空干燥2h后得到最终产物，然后进行分析表征。物相组成表征在Rigaku Dmax’2500型x射线衍射仪上完成，CuKa(2=0．15418nm)，Ni滤波。形貌和粒度的观测通过Hitachi H’800型透射电子显微镜进行，加速电压200kV。测试前样品在无水乙醇中超声分散5～10min，然后取悬浮液滴在附有碳膜的铜网上，干燥后进行TEM观察。红外光谱的表征是在美国Nicolet公司生产的MAGNA55O型红外光谱仪上进行的，测试时取少量样品和KBr混合研磨30min后，压片后进行检测。
3结果与讨论
采用水相沉淀法，通过精确控制反应温度、pH值等，能够制备得到性能良好的BiVO纳米材料。但反应温度对结果有一定的影响。图1中a、b、c分别是在室温、5O、8O℃下混合Bi(NO3)3．2H2O和NaVO3的硝酸溶液，然后再滴加氨水至DH=1时所得沉淀的XRD衍射图，证明产物为单斜晶系白钨矿结构(JCPDS No：
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