本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料及其制備方法。該顏料結(jié)構(gòu)式如NixLnyQ1-x-1,5yAl2O4所示，其中Q為Zn或Mg，x=0.01-0.7，Ln為三價稀土離子，y=0-0.05，其由作為基體的尖晶石型ZnAl2O4或MgAl2O4、被引入至該基體的色素離子Ni2+以及摻雜稀土離子Ln3+構(gòu)成，色素離子及稀土離子包含于尖晶石型的晶格中，該顏料的晶體結(jié)構(gòu)與作為基體的尖晶石型晶體結(jié)構(gòu)相同。所述顏料具有色澤鮮艷，耐高溫，耐酸堿，無毒無害，環(huán)境友好，顆粒大小屬納米級等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足熔體紡絲的要求，適用于無水印染工藝。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及無機(jī)顏料，特別涉及一種。
技術(shù)介紹
顏料是一種有色的細(xì)顆粒粉狀物質(zhì)，一般不溶于水、油、溶劑和樹脂等介質(zhì)中，能分散于各種介質(zhì)中。從化學(xué)組成來分類，顏料可分為無機(jī)顏料與有機(jī)顏料兩大類，其中無機(jī)顏料廣泛應(yīng)用于印染工業(yè)。現(xiàn)今隨著印染工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)問題也愈發(fā)突出，印染廢水是我國工業(yè)系統(tǒng)中重點(diǎn)污染源之一，據(jù)統(tǒng)計，印染行業(yè)排放的印染廢水約占全國紡織工業(yè)排放總量的80%，印染廢水排放總量位于全國各工業(yè)部門排放總量的第5位，而其廢水中污染物排放總量，以COD值計則位于各工業(yè)部門第6位，并且紡織印染業(yè)的COD排放比重逐年上升，有水印染所 排放出的物質(zhì)使各地水資源受到了不同程度的污染。目前，解決這一問題有效途徑就是發(fā)展無水印染技術(shù)，其中一種較為可行的方法是將極細(xì)的顏料顆粒與成纖高分子熔體共混，再通過熔體紡絲法直接生產(chǎn)彩色纖維，從而避免了對合成纖維進(jìn)行水基印染步驟。采用此種方法制得的有絲纖維不僅顏色均勻，而且色牢度優(yōu)良。但目前可用于合成纖維熔體紡絲的顏料尚有許多不足之處，如有機(jī)顏料耐高溫性能差，在熔體紡絲條件下，發(fā)生降解從而產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)或?qū)е骂伭仙珴闪踊娘L(fēng)險較大；傳統(tǒng)的無機(jī)顏料如鉻酸鉛、硫化鎘等含有大量重金屬，危害人體健康，污染環(huán)境，其應(yīng)用受到很大局限。在參考寶石結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，相關(guān)技術(shù)人員已研制出一類新型復(fù)合氧化物顏料，此類顏料具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、無毒無害、環(huán)境友好等特征，通過少量摻雜的金屬離子呈色，與金屬離子相關(guān)的d-d躍遷可為復(fù)合氧化物帶來豐富多彩的顏色。且摻雜離子的含量、組成及加工條件會對金屬離子的d-d躍遷帶來深刻影響。目前，已研發(fā)出了以α -氧化鋁為基體，與紅、藍(lán)寶石結(jié)構(gòu)類似的顏料，取得很好效果，但顏料種類較為單一，導(dǎo)致應(yīng)用受限。另外，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了尖晶石型顏料。例如，申請?zhí)枮?00710007163.2的中國專利申請公開了一種藍(lán)色尖晶石型陶瓷色料的化學(xué)制備方法，以三丁氧基鋁和氯化鋁為制備氧化鋁的反應(yīng)原料，以硝酸作催化劑，硫酸亞鐵和三氯化鈦?zhàn)鳛閾诫s金屬起始原料，氨水作為調(diào)節(jié)PH值用。申請?zhí)枮?00910022765.4的中國專利申請公開了一種超細(xì)介孔鎂鋁尖晶石的制備方法，該方法包括如下步驟:(1)將堿性溶液加入到可溶性鋁鹽和鎂鹽的混合溶液中，并加入表面活性劑；(2)陳化后的混合物在120 180°C下水晶熱化4 72小時；(3)分離得到的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、過濾、干燥，不經(jīng)焙燒或者在500 700°C下焙燒4 6小時，均得到鎂鋁尖晶石粉末。不過，這些已有技術(shù)得到的尖晶石型材料顏色不可控，金屬離子溶出性不佳，而且材料粒度不可控，難以應(yīng)用于無水印染技術(shù)中。青色顏料顏色鮮艷，是印染工業(yè)極為需要的三原色之一，因此，迫切需要開發(fā)適用于無水印染技術(shù)青色無極顏料。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了滿足上述需求，本專利技術(shù)人經(jīng)銳意研究后發(fā)現(xiàn)，尖晶石結(jié)構(gòu)是AB2O4型化合物中一種重要結(jié)構(gòu)，其中，+2價金屬離子A和+3價金屬離子總化合價為+8，-2價O離子呈立方密堆，A和B離子填充于O離子的間隙中，具有尖晶石型結(jié)構(gòu)的ZnAl2O4與MgAl2O4熔點(diǎn)高，專利技術(shù)人通過向可溶性鋅鹽、鋁鹽的水溶液中引入少量可溶性呈色離子Ni2+及稀土離子Ln3+，制得前驅(qū)體沉淀，再通過熱解煅燒前驅(qū)體沉淀，向作為基體的ZnAl2O4或MgAl2O4晶格中引入特定量的鎳離子作為呈色離子及稀土離子Ln3+作為摻雜離子，色素離子Ni2+及稀土離子Ln3+被穩(wěn)定地固著于尖晶石的晶格內(nèi)，形成復(fù)合氧化物，由于呈色離子Ni2+的d-d躍遷，使復(fù)合物呈色，得到仍然呈尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的ZnAl2O4或MgAl2O4基納米級青色無機(jī)顏料所得青色顏料色澤鮮艷，溶出性好，耐高溫，耐酸堿，無毒無害，可以滿足熔體紡絲的要求，適用于無水印染工藝，從而完成本專利技術(shù)。本專利技術(shù)的目的在于提供以下方面:1.一種納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其結(jié)構(gòu)式如NixLnyQm5yAl2O4 所示，其中 Q 為 Zn 或 Mg，x=0.01-0.7，Ln 為三價稀土離子，y=0_0.05。該納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料由作為基體的尖晶石型ZnAl2O4或MgAl2O4、被引入至該基體的色素離子Ni2+以及摻雜稀土離子Ln3+構(gòu)成，色素離子及稀土離子包含于尖晶石型的晶格中，該顏料的晶體結(jié)構(gòu)與作為基體的尖晶石型晶體結(jié)構(gòu)相同。2.如上述方面I中所述的納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其粒徑為200-400nm，優(yōu)選 200_300nm。3.如上述方面I或2中所述的納米級`尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其中，x=0.01-0.5，更優(yōu)選為 x=0.01-0.2。4.如上述方面I或2中所述的納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其中，該顏料的色度值如下:L*=50_100a*= - 20-0b*= - 20- + 20。5.一種制備上述這種納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料的方法，該方法包括:向AlCl3、NiCl2、LnCl3以及MgCl2或ZnCl2的水溶液中滴加NaOH溶液或氨水溶液，生成沉淀，將所得沉淀在800-1500°C溫度下、在隔絕氧氣的條件下煅燒；或者向AlCl3、NiCl2、LnCl3以及MgCl2或ZnCl2的水溶液中滴加過量NaOH溶液，得到澄清溶液，向澄清溶液中加入NH4Cl溶液，生成沉淀，將所得沉淀在800-1500°C溫度下、在隔絕氧氣的條件下煅燒；或者將Al (NO3)3' Ni (NO3)2' Ln(NO3)3和聚乙烯吡咯烷酮K30的混合液與Zn(NO3)2或Mg(NO3)2溶液混合，攪拌直至澄清，將澄清溶液烘干，在800-1500°C溫度下、在隔絕氧氣的條件下煅燒。6.如上述方面中所述的方法，其中，六1(:13或六1(勵3)3的摩爾量以六13+計，祖(:12或Ni (NO3)2的摩爾量以Ni2+計，LnCl3或Ln(NO3)3的摩爾量以Ln3+計，ZnCl2或Zn (NO3)2的摩爾量以Zn2+計，MgCl2或Mg(NO3)2摩爾量以Mg2+計，其量滿足以下條件:Ni2+:Ln3+: (Mg2+或 Zn2+):Al3+=X:y: (l-χ-Ι.5y): 2其中，χ=0.01-0.7，y=0_0.05。7.如上述方面5中所述的方法，其中，煅燒溫度為1000-1500°C，優(yōu)選為1200-1500°C。8.如上述方面5中所述的方法，其中，煅燒時間為2小時以上，優(yōu)選2-5小時，更優(yōu)選為2-4小時，還更優(yōu)選為3-4小時。根據(jù)本專利技術(shù)提供的方法能夠制得納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其色澤鮮艷，溶出性好，顆粒大小合適，耐高溫，耐酸堿，無毒無害，可以滿足熔體紡絲的要求，適用于無水印染工藝，具有廣泛的應(yīng)用前景。 附圖說明圖1是實施例1中所得納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料200_800nm紫外光譜圖；圖2是實施例4中所得納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料200_800nm紫外光譜圖；圖3是測試實施例1中制得的納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料的電鏡掃描圖。具體實施例方式以下以優(yōu)選的具體實施方式并結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本專利技術(shù)。本專利技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說明變得更為清楚。根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供一種納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其結(jié)構(gòu)式如NixLnyQ1?x?1.5yAl2O4所示，其中Q為Zn或Mg，x=0.01?0.7，Ln為稀土離子，y=0?0.05該納米級尖晶石型稀土摻雜稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料由作為基體的尖晶石型ZnAl2O4或MgAl2O4、被引入至該基體的色素離子Ni2+以及稀土離子Ln3+構(gòu)成，色素離子及稀土離子包含于尖晶石型的晶格中，該顏料的晶體結(jié)構(gòu)與作為基體的尖晶石型晶體結(jié)構(gòu)相同。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其結(jié)構(gòu)式如NixLnyQm5yAl2O4所示，其中 Q 為 Zn 或 Mg，x=0.01-0.7，Ln 為稀土離子，y=0-0.05 該納米級尖晶石型稀土摻雜稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料由作為基體的尖晶石型ZnAl2O4或MgAl2O4、被引入至該基體的色素離子Ni2+以及稀土離子Ln3+構(gòu)成，色素離子及稀土離子包含于尖晶石型的晶格中，該顏料的晶體結(jié)構(gòu)與作為基體的尖晶石型晶體結(jié)構(gòu)相同。2.如權(quán)利要求1中所述的納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其粒徑為200-400nm，優(yōu)選 200_300nm。3.如權(quán)利要求1或2中所述的納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料，其中，x=0.01-0.5，更優(yōu)選為 x=0.01-0.2。4.一種制備上述這種納米級尖晶石型稀土摻雜含鎳無機(jī)青色顏料的方法，該方法包括: 向AlCl3、NiCl2、LnCl3以及MgCl2或ZnCl2的水溶液中滴加NaOH溶液或氨水溶液，生成沉淀，將所得沉淀在800-1500°C溫度下、在隔絕氧氣的條件下煅燒；或者 向AlCl3、NiCl2、LnCl3以及MgCl2或ZnCl2的水溶液中滴加過量NaOH溶...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：江函婕，郭然，賀安琪，岳世娟，來國橋，徐怡莊，吳瑾光，
申請(專利權(quán))人：北京大學(xué)，杭州師范大學(xué)，河北師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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