氧化鉻綠性狀特征分析及量子化學(xué)研究.pdf

1、氧化鉻綠是鉻鹽工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，由于其不溶于酸和堿，對(duì)光、大氣、二氧化硫、硫化氫等腐蝕性氣體極穩(wěn)定，能耐高溫，并有很高的遮蓋力和色飽合度，在無機(jī)顏料領(lǐng)域占有重要的地位。 我國(guó)的鉻綠產(chǎn)品生產(chǎn)量大，生產(chǎn)廠家多，具有多種優(yōu)勢(shì)。但其質(zhì)量與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，存在色差較大、產(chǎn)品性能穩(wěn)定性不夠等問題，目前就導(dǎo)致這些差異本質(zhì)原因的探索尚少見報(bào)道。針對(duì)這一情況，本文選擇國(guó)內(nèi)外有代表性的鉻綠樣品(分別來自Bayer公司和民豐農(nóng)化公司)進(jìn)行對(duì)比分析

2、和研究，從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面著手，探尋幾種顏料在性狀特征及微觀結(jié)構(gòu)上的差異以及相應(yīng)的因果關(guān)系，以期為我國(guó)鉻綠顏料產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供一定的幫助或參考。 本文首先通過X-ray衍射、光電子能譜、紅外及紫外可見光譜分析，以及電子顯微分析、熱分析、粒度分布分析、色度色差分析等，證明Bayer產(chǎn)品和民豐農(nóng)化產(chǎn)品之間在晶胞參數(shù)、主要元素種類及含量、色度色差、粒度粒徑等性狀方面均存在一定的差異，這些差異是造成顏料呈色差異的來源。 在分析

3、測(cè)試結(jié)論的基礎(chǔ)上，利用量子化學(xué)從頭計(jì)算和密度泛函方法對(duì)不同線度的模型體系進(jìn)行了進(jìn)一步的理論研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鉻氧八面體是氧化鉻綠呈色性能的活性區(qū)，該區(qū)域能級(jí)和電子密度分布的改變應(yīng)優(yōu)先加以考慮；在所研究的五種顏料中，Bayer-sd并未處于總能量的最低點(diǎn)；通過改變晶胞參數(shù)a和c的計(jì)算表明，在參數(shù)的變化范圍內(nèi)，顏料呈現(xiàn)的顏色與晶胞參數(shù)間的關(guān)系復(fù)雜，并無簡(jiǎn)單規(guī)律可循；晶胞參數(shù)的微小變化對(duì)鉻綠顏料性能有明顯影響；在Bayer-sd平衡位置附近的小

4、范圍內(nèi)，晶胞擴(kuò)張比晶胞縮小對(duì)顏料性能的影響大，參數(shù)a方向的變化對(duì)鉻綠顏料性能的影響較c方向變化更敏感。按同晶取代方式引入雜質(zhì)離子后，計(jì)算表明Al3+、Ti4+的引入對(duì)顏料的呈色性能基本無影響，但Fe3+、Mn4+等帶有d電子的離子對(duì)顏料的呈色會(huì)產(chǎn)生不同的作用，在實(shí)際生產(chǎn)中必須加以考慮。 為發(fā)掘晶胞參數(shù)變化與生色離子Cr3+所處場(chǎng)強(qiáng)的直接關(guān)系，本文還將晶體場(chǎng)-配體場(chǎng)理論與從頭計(jì)算結(jié)合起來，通過Racah參數(shù)的適當(dāng)擬合，并聯(lián)系實(shí)際，