發(fā)布時(shí)間：2020-10-11 08:12

　　 釔酸鑭(LaYO_3)和鈰酸鑭(La_2Ce_2O_7)因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于陶瓷顏料和渦輪葉片涂料中,但是對(duì)其近紅外反射性能的相關(guān)研究報(bào)道甚少。目前,具有高近紅外反射,環(huán)境友好型的無(wú)機(jī)顏料是應(yīng)用于隔熱涂料的主要研究趨勢(shì)。本文通過(guò)溶膠凝膠法制備了一系列的環(huán)境友好、具有高近紅外反射率的釔酸鑭和鈰酸鑭無(wú)機(jī)顏料,為了改變顏料顏色過(guò)于單一的情況,通過(guò)Bi~(3+)摻雜和Bi~(3+)/Tb~(3+)共摻雜LaYO_3以及Pr,Tb和W/Fe摻雜La_2Ce_2O_7來(lái)對(duì)其顏色進(jìn)行改良,并對(duì)合成的顏料采用X射線衍射(XRD),紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì),色度儀等儀器進(jìn)行測(cè)試分析。對(duì)于Bi~(3+)摻雜和Bi~(3+)/Tb~(3+)共摻雜LaYO_3顏料來(lái)說(shuō),Bi~(3+)取代La~(3+)離子使LaYO_3顏料的顏色變化由淺黃色漸變至暗黃色,而B(niǎo)i~(3+)/Tb~(3+)共摻雜LaYO_3顏料卻使顏料顏色由淺橙色漸變到暗橙色,與此同時(shí),顏料的禁帶能量分別從4.52eV減小至2.95eV(Bi摻雜)和2.15eV(Bi/Tb共摻雜),禁帶能量的降低是由于引入了一個(gè)額外的6s電子的Bi~(3+)或4f的Tb~(3+)價(jià)電子層能級(jí)水平進(jìn)入到O~(2-)價(jià)帶和La~(3+)導(dǎo)帶之間,減小了禁帶寬度,從而減小禁帶能量。此外,Bi~(3+)摻雜La YO_3顏料在700-2500nm波段擁有95%以上的近紅外太陽(yáng)能反射率,相比之下,Bi~(3+)/Tb~(3+)共摻雜LaYO_3顏料的近紅外太陽(yáng)能反射率則由98.28%降低至78.77%。在應(yīng)用研究上,將La_(0.5)Bi_(0.5)YO_3和La_(0.5)Bi_(0.25)Tb_(0.25)YO_3顏料涂覆在有或者沒(méi)有TiO_2的鍍鋅片上后,涂層擁有較高的近紅外反射率。酸堿測(cè)試表明合成的顏料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。對(duì)于Pr,Tb和W/Fe摻雜La_2Ce_2O_7顏料來(lái)說(shuō),它們的晶體結(jié)構(gòu)都是有缺陷的氟石結(jié)構(gòu)且具有較高的耐酸堿性和化學(xué)穩(wěn)定性。Pr~(4+)或Tb~(4+)取代Ce~(4+)后的La_2Ce_2O_7顏料的顏色都是由淡黃色變?yōu)榕S色再變?yōu)榘迭S色,相應(yīng)地,顏料的禁帶能量由3.34eV減小到2.37eV(Pr摻雜)和2.24ev(Tb摻雜),這是由于引入了一個(gè)4f電子層的Pr或Tb能級(jí)水平插入到O_(2p)價(jià)帶和Ce_(4f)導(dǎo)帶之間,導(dǎo)致顏料的吸收限增加,禁帶能量降低。而W/Fe共摻雜La_2Ce_2O_7顏料則使顏料的顏色從黃色到橙色的變化。此外,Pr~(4+)摻雜La_2Ce_2O_7顏料在700-2500nm波段的近紅外太陽(yáng)能反射率都高于72.47%(L*=46.87 a*=13.5 b*=13.4),而Tb~(4+)取代Ce~(4+)的La_2Ce_2O_7顏料的近紅外太陽(yáng)能反射率從99.11%減小到87.41%(L*=51.35a*=15.94 b*=17.57),這兩種顏料在涂層應(yīng)用中也展現(xiàn)出艷麗的顏色性能。此外,La_2Ce_(1.5)W_(0.25)Fe_(0.25)O_(7+δ)橙色顏料的近紅外太陽(yáng)能反射率高達(dá)82.05%(L*=77.21,a*=8.79,b*=35.80),有趣的是,較高的煅燒溫度能夠明顯的改善W/Fe摻雜La_2Ce_2O_7顏料的顏色性能,但是對(duì)其近紅外反射性能卻影響不大。另外,1150~oC煅燒下的La_2Ce_(1.7)W_(0.15)Fe_(0.15)O_(7+δ)涂層應(yīng)用也展現(xiàn)出更高的反射性能。總之,本論文研發(fā)的無(wú)機(jī)稀土顏料在隔熱保溫領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛能。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TQ637
【部分圖文】：

1 緒論轉(zhuǎn)移躍遷是由分子的某個(gè)部分轉(zhuǎn)移出一個(gè)電荷或大部分電子給出電荷的稱(chēng)為電子給予體（配位體），接受電荷的稱(chēng)為電子中心離子）、如果接受電荷的為同一分子的另一部分，這個(gè)過(guò)電荷轉(zhuǎn)移；如果發(fā)生于兩個(gè)分子之間則稱(chēng)為分子間的電荷轉(zhuǎn)移體-受體復(fù)合物或多色分子等[33]。當(dāng)化合物吸收一定的輻射能配位體的電子軌道躍遷至金屬中心離子的電子軌道上。圖 1.1。

圖 1.2 釔酸鑭的晶體結(jié)構(gòu)看到，釔酸鑭晶體結(jié)構(gòu)是由一個(gè)與扭曲的 Y結(jié)構(gòu)組成。La-O 和 Y-O 鍵的距離范圍是（22.2851（16） ）[41]。除了上述結(jié)構(gòu)外，V方方鐵錳礦型的釔酸鑭結(jié)構(gòu)，空間群為 Ia究現(xiàn)狀的熱穩(wěn)定性，較低的毒性，顯著的熒光性能，許多研究者對(duì)合成不同成分的 Y2O3-La2。如 P.Tsiakaras[44]合成了 Sr 摻雜釔酸鑭的過(guò)摻雜制備出許多釔酸鑭熒光粉，如 S.3+、Tb3+、Sm3+、Bi3+、Pb2+) 熒光粉。但是關(guān)報(bào)道，尤其是其近紅外反射性能的研究

圖 1.3 CeO2晶胞結(jié)構(gòu)圖在 CeO2晶胞中 Ce4+是按面心立方個(gè) Ce4+被 8 個(gè) O2-包圍著，但一個(gè) O摻雜產(chǎn)生晶格缺陷，為制備摻雜顏料，其中 La 取代了 CeO2中 50%的量研究現(xiàn)狀7）材料因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性能止，對(duì)鈰酸鑭研究最多的是其晶體結(jié)2Ce2O7在熱力學(xué)上的穩(wěn)定性，研究發(fā)構(gòu)比燒綠石結(jié)構(gòu)得到更多研究者的Zhang FX等[46]也研究了La2Ce2O7在石結(jié)構(gòu)在壓強(qiáng)為 22.6 Gpa 下是不穩(wěn)氟石結(jié)構(gòu)也是不穩(wěn)定的。在制備方法備了 La2Ce2O7納米顆粒，透射電
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 S.L.Rarford;M.J.Harwnersley;V.C.Acker;F.L.Glassey;沉浮;何迎建;;近紅外反射分析法測(cè)定羊毛髓化度[J];纖維標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn);1990年05期

2 辛陽(yáng);楊重法;羅海偉;姚立明;朱鵬;;近紅外反射分析法測(cè)定水稻可能再轉(zhuǎn)流物質(zhì)的研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年09期

3 ;科技簡(jiǎn)訊[J];食品科技;1983年05期

4 朱洪立;于名訊;張玉軍;張瀟予;李桂群;袁君;;高近紅外反射顏料Y_(6-x)Si_xMoO_(12+σ)的制備及其性能研究[J];稀有金屬;2014年04期

5 趙永恒;余錫賓;楊緒勇;楊廣乾;;溫度對(duì)復(fù)合材料紅外性能的影響[J];上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

本文編號(hào)：2836324