摻雜型納米紅外反射顏料的控制合成與性能研究.pdf

1、納米紅外反射顏料是當今材料領域研究的熱點之一，而現(xiàn)今商業(yè)用紅外顏料因其大多含有Pd、Cd等重金屬，或者顏料顏色多為白色或淺色，容易造成污染且顏色色彩單調。研制出更多反射型彩色系的顏料，且不含有毒元素如 Pb， Hg，Cd，Sb，As，Cr等的熱穩(wěn)定性好和化學穩(wěn)定性好的環(huán)保型紅外反射型顏料是大勢所趨。本文以CoAl2O4和 NiTiO3為研究對象，采用低能耗的合成技術制備摻雜型納米紅外反射顏料。
　　本研究主要內容包括：⑴利用簡單、

2、可控的低能耗合成技術----自蔓延燃燒法制備CoAl2O4以及CoAl2-xZxO4（Z=La、Nd、Sm、Eu）摻雜型納米紅外反射顏料。通過X射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡(SEM)、能譜儀（EDS）、紫外可見紅外分光光度計（UV-NIS-NIR）、色度儀分析等儀器分析不同摻雜量、不同摻雜元素、不同高溫煅燒溫度等對粉末顏色、形貌、性能、結晶度、結構及紫外可見紅外發(fā)射性能的影響，并所制得的顏料樣品進行了墻體模擬近似研究，測試其隔熱性能。

3、結果表明：800℃高溫煅燒為CoAl2O4生成的最佳溫度，CoAl2O4隨著煅燒溫度的增大， L值逐漸增大，明度值增大，顏色更為明亮。CoAl2-xLaxO4(x=0.05,0.1,0.15,0.2,0.3)系列中，當 x=0.05、0.1、0.15時，都能夠完全進行La離子摻雜。當x≥0.2時，出現(xiàn)雜峰，出現(xiàn)雜質 LaAlO3。紅外反射率結果表明樣品CoAl1.95Eu0.05O4和CoAl1.9Eu0.1O4具有較大的NIR反射率。

4、以CoAl1.9Eu0.05O4作為墻體模擬涂料時，實驗得知涂層粉體質量濃度為2.5％時，實驗效果最佳，此時室內外溫差值為10℃，比未涂抹時溫差值降低了5℃。⑵利用自蔓延燃燒法制備NiTiO3以及 Ni1-xZxTiO3摻雜型納米紅外反射顏料，其中Z= Y、La、 Sm、Eu；x=(0.05、0.1、0.15、0.2、0.3)。研究了不同煅燒溫度對產(chǎn)物結構和色度的影響，分析了自蔓延燃燒法合成 NiTiO3的煅燒過程動力學行為。結果表明所

5、合成顏料均為分散性好的球狀顆粒，粒度分布均勻。研究了自蔓延燃燒法合成 NiTiO3的晶體焙燒動力學行為，計算得到了產(chǎn)物的能隙值。通過對摻雜系列顏料的研究，實驗結果表明當摻雜量<20%時，可獲得單一相的固溶體。SEM結果表明摻雜系列產(chǎn)物也為分散性好的晶體，且晶粒大小在40~60nm。EDS分析結果表明該法合成沒有出現(xiàn)化學偏析現(xiàn)象，均符合物質的化學計量比。通過對產(chǎn)物的色度進行分析，發(fā)現(xiàn)稀土離子取代值x為0.05時，色度最佳，通過Eu3+替代