CN115073938B - 一种凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的制备方法、产品及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的制备方法、产品及应用,涉及颜料技术领域。本发明方法包括以下步骤:将凹凸棒石、钴盐和铝盐加入到反应溶剂中混合均匀得到中性混合溶液,之后将所述中性混合溶液进行溶剂热反应,反应结束后洗涤、干燥,得到所述凹凸棒石/钴蓝杂化颜料。本发明采用溶剂热法制备凹凸棒石/钴蓝杂化颜料,省去了高温煅烧的环节,既节能又能避免晶粒长大与团聚;保持了凹凸棒石在杂化颜料中的棒晶结构,既赋予该杂化颜料更高的化学稳定性,又提高了凹凸棒石的附加值;具有简便、条件温和、易于控制的特点,为制备高端钴蓝颜料提供了一种可行的方案,为凹凸棒石的高值化利用提供了一条具有实用价值的路径。
Description
技术领域
本发明涉及颜料技术领域,特别是涉及一种凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的制备方法、产品及应用。
背景技术
钴蓝的化学组成主要是铝酸钴(CoAl2O4),是一种尖晶石结构的金属氧化物混相颜料,热稳定性(可达1200℃)和化学稳定性以及耐候性、耐酸碱性明显优于其他颜料,不但可以耐受各种溶剂腐蚀,而且在透明度、饱和度、色度、折射率等方面也都明显优于其他蓝色颜料,还与大多数热塑性、热固性塑料具有良好的相容性。最重要的是钴蓝颜料属于无机无毒环保颜料。但是,由于钴矿在自然界中分布很少,制备钴化合物的成本比较昂贵,所以长期以来钴蓝颜料仅限于用作军事、工程塑料、防伪涂料等高级应用中。近年来,随着超耐久性涂料、中性墨水和CRT荧光粉涂敷颜料制品的发展,使得市场对钴蓝类颜料的需求越来越高。因此,寻求合适的技术路线制备价廉、性能优异的钴蓝类颜料已成为必然趋势。制备钴蓝颜料最常用方法是固相法,但是这种方法需要高温煅烧,所需能耗高、污染大,与节能减排的目标相矛盾。为了满足市场需求,并且可以节约能源,充分发挥钴蓝颜料的特性,我们需要开发新的合成方法代替传统的合成工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的制备方法、产品及应用,以解决上述现有技术存在的问题,避免高温煅烧,节约能源。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明技术方案之一,一种凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的制备方法,包括以下步骤:
将凹凸棒石、钴盐和铝盐加入到反应溶剂中混合均匀后进行溶剂热反应,反应结束后洗涤、干燥,得到所述凹凸棒石/钴蓝杂化颜料。
将凹凸棒石、钴盐和铝盐加入到反应溶剂中混合均匀后所得到的混合溶液为中性溶液。
进一步地,所述凹凸棒石与所述钴盐、铝盐总和的质量比为0.2:9.5-1:3.1。
进一步地,所述钴盐和铝盐中Co2+和Al3+的摩尔比为1:2。
进一步地,所述钴盐为硝酸钴;所述铝盐为硝酸铝。
进一步地,所述反应溶剂为无水乙醇与水的混合溶液。
进一步地,所述无水乙醇与所述水的体积比为1:2-2:1。
进一步地,所述溶剂热反应具体为200-220℃反应6-12小时。
进一步地,所述干燥具体为80-100℃干燥10-16小时。
本发明技术方案之二,利用上述制备方法制备得到的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料。
本发明技术方案之三,上述凹凸棒石/钴蓝杂化颜料在涂料中的应用。
凹凸棒石黏土矿是一种以凹凸棒石为主要成分的含水富镁、铝硅酸盐矿物,它具有独特的纳米棒状结构和较大的比表面积和优异的吸附性能,具有许多特殊的物化及工艺性能,可广泛应用于催化剂和药物等的载体材料。甘肃省张掖市临泽县的凹凸棒石矿储量丰富,目前已探明的凹凸棒石粘土矿储量达13.6亿吨,远景储量约34.21吨,发展前景良好。本发明以凹凸棒石为载体,通过溶剂热法制备凹凸棒石/钴蓝杂化颜料。制备过程无需煅烧,节约能源,所制得的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的粒度小、纯度较高,有望实现工业化生产。
本发明公开了以下技术效果:
(1)本发明采用溶剂热法制备凹凸棒石/钴蓝杂化颜料,省去了高温煅烧的环节,既节能又能避免晶粒长大与团聚。
(2)本发明方法保持了凹凸棒石在杂化颜料中的棒晶结构,既赋予该杂化颜料更好的吸附性能、更高的化学稳定性,又提高了凹凸棒石的附加值。
(3)本发明方法具有简便、条件温和、易于控制的特点,并且在密闭体系中可以有效地防止有毒物质的挥发,产物结晶度高,团聚少,所制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料尺寸分布范围较窄,易于实现产品的工业化转化。
(4)本发明方法为制备高端钴蓝颜料提供了一种可行的方案,为凹凸棒石的高值化利用提供了一条具有实用价值的路径。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为以1g凹凸棒石为基体时制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的照片;
图2为以0.25g凹凸棒石为基体时制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的照片;
图3为以0.2g凹凸棒石为基体时制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的照片;
图4为以不同质量的凹凸棒石为基体时制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的照片;
图5为以0.25g凹凸棒石为基体在不同反应时间制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的照片;
图6为不同比例溶剂下制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的XRD分析;
图7为不同硝酸钴和硝酸铝的量下制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的XRD分析;
图8为不同反应时间下制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的XRD分析;
图9为以不同质量的凹凸棒石为基体时制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的XRD分析;
图10为不同溶剂比下制备的钴蓝杂化颜料的SEM图;其中,A表示H2O,B表示EtOH:H2O=1:1,C表示EtOH:H2O=1:2,D表示EtOH:H2O=2:1,E表示EtOH;
图11为分别以提纯凹凸棒石和转白凹凸棒石为基体时制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料SEM图;其中,A表示提纯凹凸棒石,B表示转白凹凸棒石;
图12为提纯凹凸棒石不同添加量下的凹凸棒石(提纯)/钴蓝杂化颜料样品;
图13为转白凹凸棒石不同添加量下的凹凸棒石(转白)/钴蓝杂化颜料样品。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
本发明所用凹凸棒石为甘肃省张掖市临泽县凹凸棒石。
本发明所用原材料如无特殊说明均自购买途径得到。
实施例1
1实验部分
1.1原料预处理
凹凸棒石的提纯:量取700ml的蒸馏水倒入大烧杯中,放入恒温水浴锅中加热到40℃,再加入1.05g的焦磷酸钠,用电动搅拌器搅拌30min,再加入35.0g的凹凸棒石(凹凸棒粘土矿石),继续搅拌,直到凹凸棒石完全溶解时停止搅拌,然后用保鲜膜密封,静置24小时,取出上清液加入适量的盐酸,在4000r/min下离心10分钟,离心洗涤至中性,放入烘箱中干燥,用玛瑙研钵充分研磨后得到提纯后的凹凸棒石,装瓶备用。
1.2凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的制备
将一定量的提纯后的凹凸棒石、硝酸钴和硝酸铝(摩尔比nCo2+:nAl3+=1:2)溶于反应溶剂(反应溶剂为无水乙醇/蒸馏水/无水乙醇与蒸馏水的混合溶液)中,搅拌30min,充分溶解后转入聚四氟乙烯高压反应釜,在一定的温度下反应6h,反应结束后,取出高压反应釜待冷却,用蒸馏水离心洗涤样品后,在100℃下干燥10h,用玛瑙研钵充分研磨后得到凹凸棒石/钴蓝杂化颜料(样品),装瓶保存。
2结果与讨论
2.1凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的合成条件探索
2.1.1硝酸钴和硝酸铝的量对实验的影响
方案一如表1所示:
表1
方案二如表2所示:
表2
方案三如表3所示:
表3
图1-图3分别为以1.0g(图1)、0.25g(图2)、0.2g(图3)的凹凸棒石为基体,一定量的硝酸钴和硝酸铝,反应时间:6h;反应温度:200℃时的反应结果。
从图1中可以看出以1.0g的临泽凹凸棒石为基体时,硝酸钴=0.8780g,硝酸铝=2.2578g时样品呈灰色(图中A);硝酸钴=1.7560g,硝酸铝=4.5100g时样品呈暗黄色(图中B);硝酸钴=2.6340g,硝酸铝=6.7734g时样品呈暗蓝色(图中C);这是由于凹凸棒石的加入,需要吸附较多的Co2+才能出现蓝色。
从图2中可以看出以0.25g的凹凸棒石为基体时,通过图片对比可以得出硝酸钴=0.8780g,硝酸铝=2.2578g时样品呈浅蓝色(图中A);硝酸钴=1.7560g,硝酸铝=4.5100g时样品呈浅蓝色(图中B);硝酸钴=2.6340g,硝酸铝=6.7734g时样品呈亮蓝色(图中C);随着硝酸钴和硝酸铝的量增大,样品颜色饱和度越来越高。0.25g的凹凸棒石与2.6340g的硝酸钴和6.7734g的硝酸铝反应时颜色最亮。
从图3中可以看出以0.20g的临泽凹凸棒石为基体时,通过图片对比可以得出硝酸钴=0.8780g,硝酸铝=2.2578g时样品呈浅蓝色(图中A);硝酸钴=1.7560g,硝酸铝=4.5100g时样品颜色偏灰(图中B);硝酸钴=2.6340g,硝酸铝=6.7734g时样品呈亮蓝色(图中C);随着硝酸钴和硝酸铝的量的增大,样品颜色越来越亮。0.20g的凹凸棒石与2.6340g的硝酸钴和6.7734g的硝酸铝反应时颜色最亮。
综上,从图1-图3可以看出与不同量的凹凸棒石反应时,均是在硝酸钴和硝酸铝的量分别为2.6340g和6.7734g时色度最好。这主要是由于加入了凹凸棒石,则需要吸附较多的Co2+才能出现蓝色。
2.1.2凹凸棒石的量对实验的影响
分别以A:1.0g、B:0.3g、C:0.25g、D:0.2g的凹凸棒石为基体,硝酸钴和硝酸铝的量为2.6340g和6.7734g,反应时间:6h;反应温度:200℃进行一系列反应探究凹凸棒石的量对实验的影响,结果如图4所示。
由图4能够看出,凹凸棒石为1.0g时样品颜色呈暗蓝色(图中A),凹凸棒石为0.3g时样品颜色呈浅蓝色(图中B),凹凸棒石为0.25g时样品颜色呈亮蓝色(图中C),凹凸棒石为0.2g时样品颜色呈蓝色(图中D),随着凹凸棒石的量的减少,颜色先由暗变亮后又变浅,凹凸棒石为1.0g时样品的色度最差,凹凸棒石为0.25g时样品色度最高。钴蓝颜料的颜色的产生是由于晶格中着色离子的掺入,Al、O是无色的,主要用来平衡化合价,但Al3+含量的增加有利于提高颜料的亮度、其中Co2+才是发色离子,因而颜料的色调和着色度主要取决于Co2+的含量和在不同配位场中时d轨道的电子状态,凹凸棒石吸附的Co2+越多颜色越亮,因此本实验以0.25g凹凸棒石为基准。
2.1.3反应时间对实验的影响
图5为以0.25g凹凸棒石为基体,硝酸钴和硝酸铝的质量分别为2.634g和6.7734g;反应温度:200℃;反应时间分别为6h(图中A)和11h(图中B)时的反应结果。由图5能够看出,反应时间在6h样品呈亮蓝色(图中A),反应时间在11h样品也呈亮蓝色(图中B),所以反应时间为6h时,0.25g的凹凸棒石与2.6340g的硝酸钴和6.7734g的硝酸铝完全反应,再延长时间无明显变化。
3实验表征
3.1不同比例溶剂下制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的XRD分析
方案四如表4所示:
表4
图6是以H2O、EtOH+H2O(VEtOH:VH2O=1:1,1:2,2:1)和EtOH作为反应溶剂,在200℃下反应6h合成样品(凹凸棒石/钴蓝杂化颜料)的X射线衍射图。
从图6中可以观察到反应溶剂不同时,出现衍射峰的位置、强度也有所变化。用乙醇+水、乙醇作为反应溶剂时,在20°-90°范围内,在2θ=31.1°、36.8°、44.8°、49.0°、55.5°、59.2°、65.2°处均出现了衍射峰,对照标准衍射卡片CoAl2O4-JCPD cardNo.10-458,分别对应于CoAl2O4的(220)、(311)、(400)、(331)、(422)、(511)和(440)晶面。即用EtOH+H2O(VEtOH:VH2O=1:1,1:2,2:1)和EtOH作为反应溶剂时合成钴蓝颜料的晶体衍射峰位置基本重合,都属于典型的尖晶石结构的钴蓝晶体,且结晶纯度高、晶粒完善。用H2O作为溶剂时,在2θ=31.1°、44.8°、49.0°、55.5°、59.2°、65.2°处的衍射峰分别对应于CoAl2O4的(220)、(400)、(331)、(422)、(511)和(440)晶面,在2θ=28.7°、34.36°、38°、72.5°处出现了杂峰,而2θ=34.36°是凹凸棒石的一个特征峰。
3.2不同硝酸钴和硝酸铝的量下制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料(样品)的XRD分析
(1)图7为以1.0g临泽凹凸棒石为基准,在不同的硝酸钴和硝酸铝的量下,反应时间:6h;反应温度:200℃,溶剂VEtOH:VH2O=1:1(方案一)时合成样品的XRD图。
从图7中可以看到,在反应条件相同的情况下,硝酸钴和硝酸铝的质量分别为2.634g和6.7734g时,在2θ=31.1°、36.8°、44.8°、49.0°、55.5°、59.2°、65.2°处分别对应于CoAl2O4的(220)、(311)、(400)、(331)、(422)、(511)和(440)晶面。在其他两种情况下,在2θ=36.8°、44.8°、49.0°、55.5°、59.2°、65.2°处分别对应于CoAl2O4的(311)、(400)、(331)、(422)、(511)和(440)晶面,但是在2θ=31.1°没有出现220晶面,而在2θ=34.46°,出现了凹凸棒石的特征峰,这两种情况下硝酸钴和硝酸铝的质量较少,凹凸棒石没有吸附完全,所以在2θ=31.1°没有出现220晶面,而在2θ=34.46°处出现了凹凸棒石的特征峰。
(2)图8为硝酸钴和硝酸铝的质量分别为2.634g和6.7734g,临泽的凹凸棒石=0.25g,溶剂VEtOH:VH2O=1:1时,在不同的反应时间(6h、11h)的X射线衍射图。
根据图8可以发现,在2θ=31.1°、36.8°、44.8°、49.0°、55.5°、59.2°、65.2°处分别对应于CoAl2O4的(220)、(311)、(400)、(331)、(422)、(511)和(440)晶面,不同时间下钴蓝颜料的晶体衍射峰位置基本重合,峰高基本相同,都属于典型的尖晶石结构的CoAl2O4晶体,且结晶纯度高、晶粒完善,由此可以看出6h反应已经完全。
(3)图9为硝酸钴和硝酸铝的质量分别为2.634g和6.7734g,分别以1.0g、0.25g、0.2g的凹凸棒石为基体合成样品的XRD图。
通过观察图9可以看出当硝酸钴和硝酸铝的量一定时,在2θ=31.1°、36.8°、44.8°、49.0°、55.5°、59.2°、65.2°处分别对应于CoAl2O4的(220)、(311)、(400)、(331)、(422)、(511)和(440)晶面。临泽凹凸棒石=1.0g、0.25g、0.2g时,合成的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的晶体衍射峰位置基本重合,都属于典型的尖晶石结构的CoAl2O4晶体,且结晶纯度高、晶粒完善,从图9中可以看出随着凹凸棒石的量的减少,合成样品的晶体衍射峰逐渐变高,即样品的纯度升高,临泽凹凸棒石为0.2g时样品的晶体衍射峰稍微变低,所以临泽凹凸棒石为0.25g时,合成样品的纯度最好,这可能是溶剂热过程中凹凸棒石中的Al提高了钴蓝的纯度。XRD图中凹凸棒石的峰高较低,可能是由于凹凸棒石掺杂量较低。
3.3钴蓝杂化颜料(样品)的形貌分析
图10所示分别为硝酸钴和硝酸铝的量分别为2.634g和6.7734g,反应温度:200℃,溶剂比VEtOH:VH2O不同时,反应时间6h下合成样品的SEM图。
图10中A为H2O作溶剂时合成样品的SEM图,样品粒径约为100nm,颗粒呈棒状且分布密集,没有明显的团聚现象;图10中B是以EtOH:H2O=1:1为溶剂时,样品粒径约为60nm,颗粒呈球形且分布均匀,无团聚现象;图10中C以EtOH:H2O=1:2为溶剂,样品粒径约为100nm,出现部分团聚现象;图10中D以EtOH:H2O=2:1为溶剂,样品粒径约为90nm,出现大量团聚现象;图10中E为EtOH作溶剂时合成样品,样品粒径约为80nm,颗粒呈球形且分布不均匀。通过对比分析可知当溶剂依次为H2O、EtOH:H2O=1:1、EtOH:H2O=1:2、EtOH:H2O=2:1、EtOH时,样品的形貌有所不同,随着EtOH比例的增加,样品粒径逐渐变小、颗粒由棒状变为球状,这是由于乙醇的溶剂效应的影响,抑制了晶体的生长。
3.4凹凸棒石/钴蓝杂化颜料(样品)的形貌分析
图11为硝酸钴和硝酸铝的量分别为2.634g和6.7734g时,分别加入提纯和转白的凹凸棒石0.1g后,在反应时间:6小时,反应温度:200℃,溶剂VEtOH:VH2O=1:1时合成样品的SEM图。
其中,图中A提纯凹凸棒石合成的杂化颜料,粒径约为80nm,颗粒有球形、棒状且分布不均匀,且有团聚现象,图中B为转白凹凸棒石反应合成的杂化颜料的SEM图,样品粒径约为90nm,颗粒呈球形且分布均匀,团聚现象较图中A减少。由图中A、B还能够看出,本发明所制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料保留了凹凸棒石的原始的棒晶结构。
对本发明所制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的稳定性进行效果验证。结果:凹凸棒石/钴蓝杂化颜料在水和酸碱浸泡后的Lab值和质量变化如表5所示。
表5
从表5中可以看出,样品在水和酸碱溶液中浸泡前后的质量损失均小于4%,而混合前后样品的Lab值变化的色差值△E*都小于1。根据标准ASTM D2244-09b,若△E*<2,则颜料颜色的变化可以忽略,可认为该样品具有良好的化学稳定性,这表明颜料的颜色性能不易受水和酸碱溶液浸泡的影响,所以该颜料化学稳定性良好。
分别对提纯后的临泽凹凸棒石和转白后的临泽凹凸棒石进行探究:
甘肃临泽凹凸棒石(提纯)/钴蓝杂化颜料样品如图11所示(图中,28#表示凹凸棒石添加量0.05g、29#表示凹凸棒石添加量0.1g、30#表示凹凸棒石添加量0.2g、31#表示凹凸棒石添加量0.3g、32#表示凹凸棒石添加量0.4g)。甘肃临泽凹凸棒石(提纯)/钴蓝杂化颜料样品的色度数据分析表如表6所示。
表6
由表6中数据可以看出,随着凹凸棒石量的增加,其凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的L*值逐渐增大,即颜色越来越浅,偏色也逐渐严重,这是因为加入了凹凸棒石,则需要吸附较多的Co2+才能出现蓝色,黏土矿物中Al2O3含量越高,所制备杂化颜料色度值越高,并影响参与CoAl2O4的晶相反应形成固溶体。所以加入同量的硝酸钴和硝酸铝时,加入凹凸棒石的量越少其合成的杂化颜料的色度越好。
甘肃临泽凹凸棒石(转白)/钴蓝杂化颜料样品。如图12所示(图中,33#表示凹凸棒石添加量0.05g、34#表示凹凸棒石添加量0.1g、35#表示凹凸棒石添加量0.2g、36#表示凹凸棒石添加量0.3g)。甘肃临泽凹凸棒石(转白)/钴蓝杂化颜料样品的色度数据分析表如表7所示。
表7
由表6、表7中的数据可以看出,临泽凹凸棒石的颜色对实验的影响是非常大的,加入同量的不同颜色的凹凸棒石,合成的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的色度相差很大,当各加入0.1g凹凸棒石时,转白后的凹凸棒石合成的杂化颜料的色度鲜艳明亮,△E*较小,而提纯后的凹凸棒石合成的杂化颜料的色度暗沉,△E*值较大,即色度偏差比较严重,所以转白后的凹凸棒石的吸附性能比提纯后的凹凸棒石的吸附性能要好。
对比例1
溶剂热法合成CoAl2O4(摩尔比nCo2+:nAl3+=1:2)
称取2.634g硝酸钴和6.7734g硝酸铝(nCo2+:nAl3+=1:2),溶于反应溶剂(20mL无水乙醇和20mL蒸馏水的混合溶液)中,搅拌30min,充分溶解后转入聚四氟乙烯高压反应釜,在200℃反应6h,反应结束后,取出高压反应釜待冷却后,用蒸馏水离心洗涤样品后,在100℃下干燥10h,用玛瑙研钵充分研磨后得到钴蓝杂化颜料,装瓶保存。
结果:本对比例所制备的钴蓝颜料为亮蓝色,与实施例1中2.634g硝酸钴、6.7734g硝酸铝、0.25g凹凸棒石在反应时间:6h;反应温度:200℃时,溶剂(20mL无水乙醇和20mL蒸馏水的混合溶液)时所制备的凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的色差变化小、颗粒尺寸粒径大小相近。相比实施例1掺加了凹凸棒石的技术方案,本对比例未掺加凹凸棒石,成本高。
对比例2
称取0.25g凹凸棒石、2.634g硝酸钴和6.7734g硝酸铝(nCo2+:nAl3+=1:2),溶于反应溶剂(20mL无水乙醇和20mL蒸馏水的混合溶液)中,搅拌30min,之后向混合溶液中加入2mol/LNaOH调节溶液pH值至12,充分溶解后转入聚四氟乙烯高压反应釜,在200℃反应6h,反应结束后,取出高压反应釜待冷却后,用蒸馏水离心洗涤样品后,在100℃下干燥10h,之后用玛瑙研钵充分研磨后得到凹凸棒石/钴蓝杂化颜料,装瓶保存。
结果:NaOH的加入会腐蚀设备。
对比例3
称取0.25g凹凸棒石、2.634g硝酸钴和6.7734g硝酸铝(nCo2+:nAl3+=1:2),溶于反应溶剂(20mL无水乙醇和20mL蒸馏水的混合溶液)中,搅拌30min,充分溶解后,加入质量比为9:10:15的10wt%苹果酸水溶液、1wt%赖氨酸溶液和10wt%氢氧化钠水溶液的混合溶液调节溶液pH至8-10,之后转入聚四氟乙烯高压反应釜,在200℃反应6h,反应结束后,取出高压反应釜待冷却后,用蒸馏水离心洗涤样品后,在100℃下干燥10h,得到钴蓝前驱体,将钴蓝前驱体放在马弗炉中煅烧,以10℃/min的速度升温至700℃,保温50h,之后用玛瑙研钵充分研磨后得到凹凸棒石/钴蓝杂化颜料,装瓶保存。
结果:高温煅烧会增加能耗。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种凹凸棒石/钴蓝杂化颜料的制备方法,其特征在于,为以下步骤:
将凹凸棒石、钴盐和铝盐加入到反应溶剂中混合均匀后进行溶剂热反应,反应结束后洗涤、干燥,得到所述凹凸棒石/钴蓝杂化颜料;
将凹凸棒石、钴盐和铝盐加入到反应溶剂中混合均匀后所得到的混合溶液为中性溶液;
所述凹凸棒石与所述钴盐、铝盐总和的质量比为0.2:9.5-1:3.1;
所述钴盐和铝盐中Co2+和Al3+的摩尔比为1:2;
所述反应溶剂为无水乙醇与水的混合溶液;
所述无水乙醇与所述水的体积比为1:2-2:1;
所述溶剂热反应具体为200℃-220℃反应6-12小时;
所述钴盐为硝酸钴;所述铝盐为硝酸铝;
所述干燥具体为80℃-100℃干燥10-16小时。
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