郭玉华1,潘国祥1,2,徐敏虹1,杨圣晨1,钮苗苗1
(1. 湖州师范学院 工学院,浙江 湖州 313000;2. 浙江华源颜料股份有限公司,浙江 德清 313220)
DOI:10.13732/j.issn.1008-5548.2022.02.014
收稿日期: 2021-08-30,修回日期:2021-10-01,在线出版时间:2022-01-29。
基金项目:浙江省领军型创新创业团队项目,编号:2018R01008;浙江省自然科学基金项目,编号:LQ19E040001;LQ21E040001。
第一作者简介:郭玉华(1971—),女,副教授,博士,研究方向材料的合成及应用。E-mail:guoyuhua@zjhu.edu.cn。
摘要: 以六水合硝酸锌为原料,采用水热法制备氧化锌包覆的氧化铁黄颜料,考察不同六水合硝酸锌加料比(按氧化物物质的量比计,即n(Fe2O3)∶n(ZnO)=10∶1,10∶3,10∶5,10∶7,10∶9)和包覆反应的不同水热处理温度(180、200、220、230、240 ℃)对氧化铁黄颜料耐热性的影响,并通过XRD、SEM、FTIR和TG-DTA对氧化铁黄颜料的结构和形貌进行表征。结果表明:氧化锌包覆后氧化铁黄颜色结构没有明显改变,保持针状形貌;随着六水合硝酸锌加料比的增加,氧化铁黄颜料的耐热性增强;水热处理温度为200 ℃时,在加料比为10∶7的条件下,氧化铁黄颜料色差值ΔE最小,为1.11,此时耐热性最好;水热处理温度为230 ℃时,包覆氧化铁黄颜料的色差值ΔE为4.35,超过该温度时包覆氧化铁黄颜料的耐热性大幅度劣化。
关键词: 氧化铁黄;氧化锌;包覆;水热法;耐热性
Abstract:Zinc oxide coated iron oxide yellow pigments were prepared by using hydrothermal method taking zinc nitrate hexahydrate as raw materials.Effects of zinc nitrate content (feeding ratio n(Fe2O3)∶n(ZnO)=10∶1,10∶3,10∶5,10∶7,10∶9)and coating hydrothermal temperature (180,200,220,230,240 ℃)on the heat resistance of iron oxide yellow pigments were investigated.Structure and morphology of the samples were characterized by using XRD,SEM,FTIR and TG-DTA.The results show that the structure of iron yellow sample is not significantly altered after zinc coating,maintaining the needle-like morphology.With the increasing of the feeding ratio of zinc nitrate oxide,the heat resistance of the samples is enhanced.When the hydrothermal treatment temperature is 200 ℃ and the feeding ratio is 10∶7,the color difference of the samples is the smallest which is 1.11 with the best heat resistance.The color difference of the samples at the hydrothermal treatment temperature of 230 ℃ is 4.35,and the heat resistance of the coated samples is greatly reduced beyond this temperature.
Keywords:iron oxide yellow;zinc oxide;coating;hydrothermal method;heat resistance
参考文献(References):
[1]郑为国,于鹏浩,施险峰,等.氧化铁黄晶种工艺优化[J].上海化工,2019,44(10):8-12.
[2]保积庆,沈筱芳,徐劼,等.化学改性对纳米铁黄粉体表面及其亲油化度的影响研究[J].矿物学报,2015,35(3):293-298.
[3]盛欧微,潘国祥,李金华,等.包覆型耐温氧化铁黄颜料制备技术研究进展[J].化工进展,2014,33(1):224-227.
[4]刘兰.工业无机颜料的改性技术及应用研究[D].武汉:武汉理工大学,2010.
[5]肖曙阳.纳米氧化铁黄的制备和表面改性研究[D].上海:上海大学,2003.
[6]时晓露,赵玲,王金云,等.磷酸铝包覆氧化铁黄颜料的制备及其耐温性能研究[J].无机盐工业,2016,48(10):29-35.
[7]潘国祥,盛欧微,陈健,等.通过包覆含铝物质提高氧化铁黄颜料的耐热性能[J].硅酸盐学报,2016,44(2):308-313.
[8]陈健,潘国祥,李顺利,等.制备条件对羟基氧化铝包覆氧化铁黄颜料耐热性能的影响[J].中国粉体技术,2016,22(1):49-51.
[9]朱以华,李春忠,罗才卿,等.氧化硅包覆对铁黄脱水过程的影响[J].化学物理学报,1995,8(5):416-423.
[10]朱以华,李春忠,吴秋芳,等.流化床反应器中α-FeOOH粒子表面水解包覆SiO2过程研究[J].高等学校化学学报,1999,20(1):119-122.
[11]OKAYAMA U.Hematite composite formed by aggregation of fine particles comprising crystalline hematite particle and phosphorus:US201213676456[P].2012-11-14.
[12]XU M H,PAN G X,CAO Y Y,et al.Surface analysis of stearic acid modification for improving thermal resistant of calcium phosphate coated iron oxide yellow pigments[J].Surface and Interface Analysis,2020,52(10):626-634.
[13]张聪.从专利角度分析氧化铁黄颜料的发展[J].信息记录材料,2015,16(3):31-39.
[14]宣绍峰,李月娥,曹宏明,等.乙酸乙酯作潜伏性酸对铁黄表面改性处理的研究[J].中国粉体技术,2008,14(4):38-39.
[15]潘国祥,陈健,倪哲明,等.包覆型氧化铁黄颜料微结构与耐热性能研究[J].无机材料学报,2016,31(1):75-80.
[16]吕建国.ZnO半导体光电材料的制备及其性能的研究[D].杭州:浙江大学,2005.
[17]赵旭,杨少凤,赵敬哲,等.氧化锌包覆超细二氧化钛的制备及其紫外屏蔽性能[J].高等学校化学学报,2000,21(11):1617-1620.
[18]YUE H Y,GUO E J,FEI W D,et al.Tensile properties and thermal stability of ZnO-coated aluminum borate whiskers reinforced 2024Al composite[J].Materials Science and Engineering,2011,528(6):2407-2411.
[19]隋丽丽,黄微微,王平,等.原位生长的α-Fe2O3/ZnO异质纳米棒阵列对乙醇气体的高选择性检测[J].应用化学,2021,38(7):857-865.
[20]LIU T Q,SONG L N.Preparation and properties of FeOOH-gelatin complex nano-particles[J].Acta Chimica Sinica,2010,68(11):1057-1062.
[21]何勇宁,沈孝良,马礼敦.纳米氧化锌的合成与表征[J].应用化学,1996,13(4):92-94.
[22]崔升,沈晓冬,肖苏,等.氧化锌包覆纳米碳化硅的制备[J].纳米技术与精密工程,2008,6(3):232-236.