尖晶石型钴蓝颜料的研究进展

介绍了尖晶石型钴蓝颜料的结构和显色机理,结合纳米材料的制备方法,综述了近年来钴蓝颜料制备方法及工艺,主要有固相反应法、液相反应法、气相法。其中固相反应法生产工艺简单,是目前工业生产常用方法,但制备的颜料粒径、色泽、稳定性等性能不能充分满足市场需求;液相反应法与气相法均可制成高品质的钴蓝颜料,但工艺复杂、成本较高。最后对钴蓝颜料的应用和发展作了简要介绍。

纳米钴蓝共沉淀法制备技术

以硝酸钴、硝酸铝为原料,NaOH或尿素为沉淀剂,采用共沉淀法制备纳米钴蓝。考察了Co/Al摩尔比、沉淀剂种类和煅烧温度等因素对纳米钻蓝呈色性能影响,采用包括可见光分度计等多种方法表征了纳米钴蓝的结构及形貌特征及纳米钴蓝色度值。研究结果表明:(1)煅烧温度为1000℃时,当Co/Al摩尔比从1∶3升至1∶1,钴蓝颜色从蓝色依次向蓝绿色、暗绿色转变,同时,以NaOH为沉淀剂制备的钴蓝其亮度比以尿素为沉淀剂制备的钴蓝高;(2)以NaOH为沉淀剂,Co/Al摩尔比为1∶3时,当煅烧温度为900℃,钴蓝呈蓝绿色,当煅烧温度为1000-1100℃,钴蓝呈蓝色;(3)钴蓝不同制备工艺会改变钴d电子层状态,导致钴蓝呈现不同颜色,最终优化工艺制备的纳米钴蓝粒径为45-65nm,呈尖晶石型晶体结构,色度值为CIE(35.86,-12.63,-34.83)。

凝胶燃烧法合成纳米复合钴蓝颜料

以Co SO4·7H2O、Mg（CH3COO）2·4H2O、Al（NO3）3·9H2O为原料,琼脂为燃烧剂,采用凝胶燃烧法合成尖晶石型的MgxCo1-xAl2O4纳米蓝色陶瓷颜料。通过X-衍射（XRD）、差热-热重（TG-DTA）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）等分析手段确定了颜料的物相、结构、粒径、组成以及对光谱的反射。结果表明：随着Mg2＋掺入量的增加,导致晶格发生小的畸变,粒子粒径减小,颜料位于蓝光区波段（435-500 nm）的反射率也越来越高,得到的蓝色颜料更明亮;以琼脂为燃烧剂,降低了颜料尖晶石结构的晶化温度。

尖晶石型纳米钴蓝陶瓷颜料的制备

采用化学共沉淀法作为钴蓝颜料的制备方法,探讨了主要工艺因素对制备钴蓝颜料性能的影响,对制备的样品进行了测试与表征。结果表明:Co2+和Al3+物质的量比为1∶2.5时,制备的钴蓝样品颜色饱和度与明度最高,沉淀剂为尿素时制得的样品的粒度最小,粒度分布比较均匀。前驱体的洗涤过程采取水洗加醇洗的方法可有效减少样品的硬团聚现象,且前驱体的最佳煅烧温度为950℃左右。