【摘 要】
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环保绿色型高近红外反射无机颜料的使用是一种减缓“城市热岛效应”的有效措施,同时可以节约能源,在建筑、涂料、油墨等行业具有巨大的应用价值。近年来,在近红外反射颜料的研究中,存在配方有毒或者颜色单一等问题需要得到解决。一般颜色鲜艳的颜料其近红外反射性能较差,如铋黄;而反射性能好的颜料色彩又不够丰富,如稀土双钼酸盐等。色彩单一、有毒的低性能无机颜料无法满足人们日益增长的美好生活需要,开发低毒至无毒且具有
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环保绿色型高近红外反射无机颜料的使用是一种减缓“城市热岛效应”的有效措施,同时可以节约能源,在建筑、涂料、油墨等行业具有巨大的应用价值。近年来,在近红外反射颜料的研究中,存在配方有毒或者颜色单一等问题需要得到解决。一般颜色鲜艳的颜料其近红外反射性能较差,如铋黄;而反射性能好的颜料色彩又不够丰富,如稀土双钼酸盐等。色彩单一、有毒的低性能无机颜料无法满足人们日益增长的美好生活需要,开发低毒至无毒且具有高近红外反射功能的环保型无机复合颜料成为国内外的研究热点。本论文采用传统的固相反应法制备了具有高近红外反射性能的[(Li0.4RE0.6Al0.6)x/2Bi1-x][MoxV1-x]O4（RE=La-Lu;x=0-0.4）型黄色颜料,同时合成了Li Al1-xMx（Mo O4）2（M=Fe,Pr,Ho,Nd,Er,Ce;x=0-0.4）型多色颜料。通过XRD、XPS、SEM、粒度仪等测试对样品的结构、化学组成、形貌和粒度等性能进行表征,研究了掺杂浓度和掺杂元素对颜料颜色和反射性能的影响。研究结果如下:（1）掺杂浓度（x）对合成的[(Li0.4La0.6Al0.6)x/2Bi1-x][MoxV1-x]O4颜料的结构、形貌、颜色性能与反射性能有较大的影响。从x=0.2开始颜料的结构由单斜白钨矿相转变为四方白钨矿相,x=0.4时出现V4O9的杂质峰;随着掺杂浓度的增加,颗粒由规则的椭圆形逐渐转变为不规则的形状,并伴有团聚现象;不同的掺杂浓度使得颜料展现出不同的黄色色调,颜色性能得到提升;掺杂可以提高[(Li0.4La0.6Al0.6)x/2Bi1-x][MoxV1-x]O4颜料的近红外反射率R%,最高可达97.14%;此外,合成的颜料具有优异的耐酸碱性,在实际应用中具有优异的保温隔热性能。不同稀土元素掺杂的[(Li0.4RE0.6Al0.6)0.1Bi0.8][Mo0.2V0.8]O4（RE=La-Lu）颜料均为四方白钨矿相钒酸铋结构,从Sm开始出现REVO4的杂质峰;所有样品形貌均呈现出表面粗糙、形状不规则且有团聚现象;颜料[(Li0.4RE0.6Al0.6)0.1Bi0.8][Mo0.2V0.8]O4的颜色在暗黄到亮黄之间变化,主要是由于禁带宽度不同引起的;不同的稀土元素掺杂改善了颜料的近红外反射率,当RE为Gd或Lu时,R%可以达到97%以上。（2）Li Al1-xFex(Mo O4+δ)2颜料样品为三斜晶系的钼酸铝锂结构,空间群为P-1,x的增加使晶粒发生取向生长;样品中的Fe以Fe3+和少量的Fe2+存在;颜料颗粒为不规则的多面体,粒度大小不一;颜料颜色由白色逐渐变为黄色,禁带宽度Eg减小;制备的Li Al1-xFex(Mo O4+δ)2颜料的近红外太阳能反射率R*%最高可达94.19%。通过在Li Al（Mo O4）2基体中引入稀土元素Pr,Ho,Nd,Er,Ce成功使得颜料颜色从白色变为绿色、淡紫色、粉色、黄色,说明掺杂对颜料的颜色具有可调控性;随着稀土离子掺杂浓度的增加,颜料的颜色逐渐加深;此外所制备的颜料具有较高的近红外太阳能反射率（＞87%）,说明颜料样品具有优异的隔热性能,可作为一类新型的反射型隔热涂料广泛应用。综上所述,本文采用固相反应法合成的无机颜料具有较好的近红外反射性能,可以作为新型的环保绿色的建筑节能材料。与此同时,多种色彩的无机颜料可以满足人们日益增长的对视觉感受的要求,具有巨大的应用潜力。
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