[發明專利]一種氯氧化鉍晶體及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210071933.4
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114524457A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 謝小莉;劉喬木
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C01G29/00
• 分類號: C01G29/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 文靜

本發明公開了一種氯氧化鉍晶體的制備方法，該制備方法是通過將鉍源、氯源和水在有機溶劑中于常壓下回流反應，制備得到懸濁液，將產物自然冷卻至35℃～40℃，添加水振蕩然后靜置分層或者離心沉淀，沉淀物用水和無水乙醇分別洗滌2～3次，于40～80℃真空干燥，得到氯氧化鉍晶體，該制備過程中的合成方程式如下：Bi³⁺+H₂O+Cl^?＝BiOCl↓+2H⁺。該制備方法工藝簡便，反應條件溫和，成本低，質量穩定，產率高；制備得到的氯氧化鉍晶體形貌可控，珠光效應明顯，附著力好，具有良好的耐候性。

技術領域

本發明涉及無機材料化工技術領域，尤其涉及一種氯氧化鉍晶體及其制備方法與應用。

背景技術

氯氧化鉍(BiOCl)是一種由主族元素V-VI-VII組成的三元結構氧化物，具有正方晶系氟氯鉛礦典型晶體結構——一種由Cl-Bi-O-Bi-Cl重復單元通過Cl原子層間較小的范德華力結合，同時沿c軸交替堆積排列而成的層狀結構，具有高度的各向異性。氯氧化鉍晶體除了具有同云母鈦珠光顏料一樣引人注目的珍珠光澤外，還具有云母鈦珠光顏料所不具備的極為細膩的絲光效應，同時還擁有獨特的表面附著特性和光滑性，并且安全無毒、相容性好，不僅能夠作為珠光顏料應用于化妝品、涂料、油墨、陶瓷、塑料、皮革、服裝飾品、汽車內飾材料、電子產品、體育用品等，而且可用于制造干電池陰極以及作為光催化劑用于水污染治理和空氣凈化等多種場合。

目前，BiOCl的合成方法主要為水解法和溶劑熱法(水熱法)。珠光顏料的合成主要用的是水解法，水解法反應簡單、成本較低，然而往往需要使用濃鹽酸、硝酸等以調節溶液pH值(參見專利文獻CN1675317A、CN1678693A、CN103130275A、CN103303975A、CN104310471A、CN104828780A、CN108864758B、CN108910946A、CN109077941B、CN103232731A、CN1653139A、CN101935022A、CN101804965A、CN109678207A、CN104131353A、CN109749483A、US5149369A、EP0315849A1)，不利于環保。溶劑熱法主要用于制備光催化劑，溶劑熱法本質仍是鉍鹽的水解，可不使用濃鹽酸但需要采用密閉耐壓反應釜以提供高溫高壓環境促進水解反應的進行(參見專利文獻CN108502926A、CN1730568A、CN110560097A、CN110550657A、CN110201685A、CN110193373A、CN109985644A、CN110344239A、CN109590026A、CN110237810A、CN109943336A)，設備成本高、反應溫度高、反應時間長、碳排放高且成品不理想、亮度不及云母鈦珠光顏料，不適用于工業化生產。

因此，為解決上述問題，開發一種工藝操作簡單、易于工業化生產，且產品質量穩定的氯氧化鉍晶體的制備方法，合成形貌可控，且具有良好的絢光效果、較高的亮度及珠光光澤的氯氧化鉍晶體，滿足社會的需求，具有重要意義。

發明內容

為了克服現有技術的不足和缺點，本發明的首要目的在于提供一種氯氧化鉍晶體的制備方法。

本發明的第二目的在于提供上述制備方法制備得到的氯氧化鉍晶體。

本發明的第三目的在于提供氯氧化鉍晶體的應用。

本發明的首要目的通過下述技術方案實現：

一種氯氧化鉍晶體的制備方法，將鉍源、氯源和水在有機溶劑中于常壓下回流反應，制備得到懸濁液，將產物自然冷卻至35℃～40℃，添加水振蕩然后靜置分層或者離心沉淀，沉淀物用水和無水乙醇分別洗滌2～3次，于40～80℃真空干燥，得到氯氧化鉍晶體。

該制備過程中的合成方程式如下：

Bi³⁺+H₂O+Cl^-＝BiOCl↓+2H⁺