CoAl2O4/凹凸棒石杂化颜料的制备
钴蓝的化学组成主要是CoO、Al2O3,或称为铝酸钴(CoAl2O4),《颜料索引》中名称为颜料28,是具有尖晶石结构的金属氧化物混相颜料,具有优异的热稳定性(可达1200℃)和化学稳定性以及良好的耐候性、耐酸碱性,能耐受各种溶剂腐蚀,在透明度、饱和度、色度、折射率等方面也都明显优于其他蓝色颜料,且属于无毒环保颜料.钴蓝颜料传统的制备方法是固相法，其所需能耗高，并且反应速度受扩散动力学的影响，物化反应不易充分进行，所制备的颜料粒径分布不均匀，颜料色泽、化学稳定性也较差，在应用性能上存在一定的缺陷。为了满足市场需求，充分发挥钴蓝颜料的特性，液相法逐渐成为制备钴蓝颜料的主要方法。其制得的颜料粒度小、纯度高，煅烧温度也比固相反应低且易控制，并且具有优良的高温稳定性和化学稳定性。但是后期热处理时容易造成粉体的硬团聚、晶粒自行长大和容易混入杂质等。凹凸棒石黏土（又名坡缕石或坡缕缟石）是一种以凹凸棒石为主要成分的含水富镁、铝硅酸盐矿物，其独特的纳米棒状结构和表面活性硅烷醇基团赋予其大的比表面积和优异的吸附性能，广泛应用于催化剂、药物的载体材料。因此，笔者以凹凸棒石为载体，通过溶胶—凝胶法制备钴铝水合物／凹凸棒石杂化前驱体，在不同温度下煅烧制得不同颜色的CoAl2O4/凹凸棒石杂化颜料。凹凸棒石的引入可以有效避免热处理过程中CoAl2O4粒子的团聚和晶粒的长大等现象，颜料纯度高，色度鲜亮。 研究结果显示，CoAl2O4/凹凸棒石杂化颜料的颜色随着煅烧温度的升高逐渐从墨绿色转变为蓝色，最后变为深蓝色。从透射电镜照片CoAl2O4纳米粒子均匀地负载在凹凸棒石表面，红外光谱显示当煅烧温度高于（包含）900℃时，在523-542和679-693cm-1处出现了CoO4和AlO6的伸缩振动吸收峰；当加热温度升至1200℃时，凹凸棒石的骨架已被完全破坏。从CoAl2O4/凹凸棒石杂化颜料的XRD谱图可以发现在800℃煅烧时，CoA1204的特征衍射峰强度较低；当煅烧温度增加至1000℃时，CoA1204的衍射峰：2θ=31.16(220)、36.73(311)、44.73(400)、55.57(422)、59.19(511)、65.03(440)的强度明显增加。
杂化颜料 钴蓝水合物 凹凸棒石 溶胶-凝胶法 化学稳定性
牟斌 汪琴 王爱勤
中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心,兰州730000
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2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）