中空玻璃微球/BiFe_(1-x)Al_(x)O_(3)近红外反射复合颜料的制备与性能研究

采用水热法和液相沉积法制备了一系列环境友好型多彩近红外反射颜料,结构通式为HGM/BiFe_(1-x)Al_(x)O_(3)(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和UV-Vis-NIR分光光度计对颜料的结构、形貌和光学性能等进行表征。结果表明,制备的BiFe_(1-x)Al_(x)O_(3)均匀的沉积在中空玻璃微球(HGM)的表面,随着Al^(3+)掺杂的增多,颜料的禁带间隙从1.81eV增加到2.02eV,粉末颜色由红棕色变为黄色,颜料的近红外反射率最高达87.16%。由其制备的涂层反射率高于类似颜色常规涂层的反射率,而且颜料具有良好的化学稳定性。因此,这些颜料有望作为“冷”颜料在建筑隔热等涂料方面应用。

Fe^(3+)掺杂Cr_2O_3黑色颜料的制备及其近红外反射性能研究

采用传统的固相合成法制备了一系列Cr2-xFexO3(x=0.3,0.6,0.9,1.2,1.5和1.8)的近红外反射无机颜料。通过X-射线衍射仪(XRD)、紫外/可见/近红外分光光度计、Color CIE 1976 L*a*b*色度分析软件和热重-示差扫描量热仪(TG-DSC)等对颜料样品的结构、近红外反射特性、颜色及热稳定性等进行了测试表征。结果表明:所合成的颜料样品均为刚玉型结构。Fe3+掺杂的颜料具有高的近红外反射率,随着掺杂量的增加,近红外反射率呈现先增加后略微减小的趋势,在700~2 500 nm波段平均近红外反射率最高达到了85%。合成的颜料样品具有很好的热稳定性和化学稳定性。所以,此种Cr2-xFexO3粉体作为"冷"颜料在建筑涂料上具有广阔的应用前景。

Cu2+、Tb3+共掺杂BaZrO3高近红外反射颜料的制备及其性能研究

环保型高近红外反射颜料可以有效缓解城市“热岛效应”和能源危机,对推动绿色建筑节能产业发展具有重要的意义。离子掺杂是实现高近红外反射颜料呈色多样性的有效手段,本研究采用溶胶.凝胶法制备了一系列铜离子和稀土铽离子共掺杂的高近红外反射Ba1–xCuxZr1–yTbyO3(x=0.15,0.25,0.35;y=0,0.15)无机颜料。利用X射线衍射仪(XRD)、紫外/可见/近红外分光光度计、CIE1976L^*a^*b^*色度坐标等对所合成的颜料粉体的晶体结构、反射性能、颜色性能等进行表征。结果表明,在煅烧温度为1100℃时,所合成的样品均为立方钙钛矿结构;Cu^2+、Tb^3+共掺杂进入BaZrO3晶格中,随着掺杂量的增加,颜料样品颜色由白色逐渐变为灰色再变为黄色。而且所得颜料在780~2500nm波长范围内具有较高的近红外太阳光反射率,其平均反射率(R^*)可达到80%左右。因此,这种Ba1–xCuxZr1–yTbyO3“冷”颜料粉体在建筑涂料等方面具有广阔的应用前景。

Ce^(3+)和Fe^(3+)共掺杂CaAl_(2)O_(4)高近红外反射颜料的制备与表征

离子掺杂能够调谐颜料的反射性能和颜色。采用溶胶-凝胶法制备了一系列新型低毒的Fe^(3+)、Ce^(3+)共掺杂Ca_(1-x)Ce_(x)Al_(2-y)Fe_(y)O_(4)(x=0、0.15;y=0.15、0.25、0.35)高近红外反射无机颜料。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外/可见/近红外光谱仪及Color CIE色度分析软件对所合成复合颜料的晶体结构、微观形貌、光学性质(反射性能)和颜色等进行了表征。XRD分析表明,煅烧温度为1100℃时,所合成的样品为磷石英结构;光学性能分析表明,随着Fe^(3+)掺杂量的增加,颜料的颜色由白色逐渐变为黄色再变为深棕色。Fe^(3+)、Ce^(3+)共掺杂所制备的颜料在780~2500 nm波长范围内具有较高的近红外反射率(NIR≥61.5%)。该Ca_(1-x)Ce_(x)Al_(2-y)Fe_(y)O_(4)“冷”颜料粉体在建筑涂料等方面具有广阔的应用前景。

Preparation of Cr_2O_3-based pigments with high NIR reflectance via thermal decomposition of CrOOH

In order to reduce greenhouse gas emission and urban heat island mitigation, pure and titanium（Ti）-doped Cr2O3 cool pigments were prepared via the thermal decomposition of CrOOH. The result reveals that the pure Cr2O3 pigment presents both a high near-infrared reflectance and excellent yellowish-green color. Meanwhile, titanium was doped to improve the NIR reflectance and strengthen the color. The color of the designed pigments was brighter, and most importantly, the NIR reflectance increased from 84.04% to 91.25% with increasing Ti content from 0 to 0.006% （mole fraction）. However, excessive doping of Ti4＋ for Cr3＋ in Cr2O3 （x（Ti）≥0.008%） decreased the NIR reflectance. One possible reason is that the conductivity type of the Cr2？xTixO3＋δ changed from p-type conduction to n-type conduction with increasing Ti content, accompanied by the change of the electrical resistivity and the NIR reflectance. The prepared yellowish-green Cr2O3 pigments have a great potential for extensive applications in construction and military.