本发明专利技术公开了一种纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料及其制备方法。该颜料结构式如NixLnyQ1-x-1,5yAl2O4所示，其中Q为Zn或Mg，x=0.01-0.7，Ln为三价稀土离子，y=0-0.05，其由作为基体的尖晶石型ZnAl2O4或MgAl2O4、被引入至该基体的色素离子Ni2+以及掺杂稀土离子Ln3+构成，色素离子及稀土离子包含于尖晶石型的晶格中，该颜料的晶体结构与作为基体的尖晶石型晶体结构相同。所述颜料具有色泽鲜艳，耐高温，耐酸碱，无毒无害，环境友好，颗粒大小属纳米级等优点，可以满足熔体纺丝的要求，适用于无水印染工艺。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机颜料，特别涉及一种。
技术介绍
颜料是一种有色的细颗粒粉状物质，一般不溶于水、油、溶剂和树脂等介质中，能分散于各种介质中。从化学组成来分类，颜料可分为无机颜料与有机颜料两大类，其中无机颜料广泛应用于印染工业。现今随着印染工业的迅速发展，环境保护问题也愈发突出，印染废水是我国工业系统中重点污染源之一，据统计，印染行业排放的印染废水约占全国纺织工业排放总量的80%，印染废水排放总量位于全国各工业部门排放总量的第5位，而其废水中污染物排放总量，以COD值计则位于各工业部门第6位，并且纺织印染业的COD排放比重逐年上升，有水印染所 排放出的物质使各地水资源受到了不同程度的污染。目前，解决这一问题有效途径就是发展无水印染技术，其中一种较为可行的方法是将极细的颜料颗粒与成纤高分子熔体共混，再通过熔体纺丝法直接生产彩色纤维，从而避免了对合成纤维进行水基印染步骤。采用此种方法制得的有丝纤维不仅颜色均匀，而且色牢度优良。但目前可用于合成纤维熔体纺丝的颜料尚有许多不足之处，如有机颜料耐高温性能差，在熔体纺丝条件下，发生降解从而产生有毒有害物质或导致颜料色泽劣化的风险较大；传统的无机颜料如铬酸铅、硫化镉等含有大量重金属，危害人体健康，污染环境，其应用受到很大局限。在参考宝石结构特征的基础上，相关技术人员已研制出一类新型复合氧化物颜料，此类颜料具有化学性质稳定、耐高温、无毒无害、环境友好等特征，通过少量掺杂的金属离子呈色，与金属离子相关的d-d跃迁可为复合氧化物带来丰富多彩的颜色。且掺杂离子的含量、组成及加工条件会对金属离子的d-d跃迁带来深刻影响。目前，已研发出了以α -氧化铝为基体，与红、蓝宝石结构类似的颜料，取得很好效果，但颜料种类较为单一，导致应用受限。另外，现在已经开发了尖晶石型颜料。例如，申请号为200710007163.2的中国专利申请公开了一种蓝色尖晶石型陶瓷色料的化学制备方法，以三丁氧基铝和氯化铝为制备氧化铝的反应原料，以硝酸作催化剂，硫酸亚铁和三氯化钛作为掺杂金属起始原料，氨水作为调节PH值用。申请号为200910022765.4的中国专利申请公开了一种超细介孔镁铝尖晶石的制备方法，该方法包括如下步骤:(1)将碱性溶液加入到可溶性铝盐和镁盐的混合溶液中，并加入表面活性剂；(2)陈化后的混合物在120 180°C下水晶热化4 72小时；(3)分离得到的固体产物经洗涤、过滤、干燥，不经焙烧或者在500 700°C下焙烧4 6小时，均得到镁铝尖晶石粉末。不过，这些已有技术得到的尖晶石型材料颜色不可控，金属离子溶出性不佳，而且材料粒度不可控，难以应用于无水印染技术中。青色颜料颜色鲜艳，是印染工业极为需要的三原色之一，因此，迫切需要开发适用于无水印染技术青色无极颜料。
技术实现思路
为了满足上述需求，本专利技术人经锐意研究后发现，尖晶石结构是AB2O4型化合物中一种重要结构，其中，+2价金属离子A和+3价金属离子总化合价为+8，-2价O离子呈立方密堆，A和B离子填充于O离子的间隙中，具有尖晶石型结构的ZnAl2O4与MgAl2O4熔点高，专利技术人通过向可溶性锌盐、铝盐的水溶液中引入少量可溶性呈色离子Ni2+及稀土离子Ln3+，制得前驱体沉淀，再通过热解煅烧前驱体沉淀，向作为基体的ZnAl2O4或MgAl2O4晶格中引入特定量的镍离子作为呈色离子及稀土离子Ln3+作为掺杂离子，色素离子Ni2+及稀土离子Ln3+被稳定地固着于尖晶石的晶格内，形成复合氧化物，由于呈色离子Ni2+的d-d跃迁，使复合物呈色，得到仍然呈尖晶石晶体结构的ZnAl2O4或MgAl2O4基纳米级青色无机颜料所得青色颜料色泽鲜艳，溶出性好，耐高温，耐酸碱，无毒无害，可以满足熔体纺丝的要求，适用于无水印染工艺，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下方面:1.一种纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其结构式如NixLnyQm5yAl2O4 所示，其中 Q 为 Zn 或 Mg，x=0.01-0.7，Ln 为三价稀土离子，y=0_0.05。该纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料由作为基体的尖晶石型ZnAl2O4或MgAl2O4、被引入至该基体的色素离子Ni2+以及掺杂稀土离子Ln3+构成，色素离子及稀土离子包含于尖晶石型的晶格中，该颜料的晶体结构与作为基体的尖晶石型晶体结构相同。2.如上述方面I中所述的纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其粒径为200-400nm，优选 200_300nm。3.如上述方面I或2中所述的纳米级`尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其中，x=0.01-0.5，更优选为 x=0.01-0.2。4.如上述方面I或2中所述的纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其中，该颜料的色度值如下:L*=50_100a*= - 20-0b*= - 20- + 20。5.一种制备上述这种纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料的方法，该方法包括:向AlCl3、NiCl2、LnCl3以及MgCl2或ZnCl2的水溶液中滴加NaOH溶液或氨水溶液，生成沉淀，将所得沉淀在800-1500°C温度下、在隔绝氧气的条件下煅烧；或者向AlCl3、NiCl2、LnCl3以及MgCl2或ZnCl2的水溶液中滴加过量NaOH溶液，得到澄清溶液，向澄清溶液中加入NH4Cl溶液，生成沉淀，将所得沉淀在800-1500°C温度下、在隔绝氧气的条件下煅烧；或者将Al (NO3)3' Ni (NO3)2' Ln(NO3)3和聚乙烯吡咯烷酮K30的混合液与Zn(NO3)2或Mg(NO3)2溶液混合，搅拌直至澄清，将澄清溶液烘干，在800-1500°C温度下、在隔绝氧气的条件下煅烧。6.如上述方面中所述的方法，其中，六1(:13或六1(勵3)3的摩尔量以六13+计，祖(:12或Ni (NO3)2的摩尔量以Ni2+计，LnCl3或Ln(NO3)3的摩尔量以Ln3+计，ZnCl2或Zn (NO3)2的摩尔量以Zn2+计，MgCl2或Mg(NO3)2摩尔量以Mg2+计，其量满足以下条件:Ni2+:Ln3+: (Mg2+或 Zn2+):Al3+=X:y: (l-χ-Ι.5y): 2其中，χ=0.01-0.7，y=0_0.05。7.如上述方面5中所述的方法，其中，煅烧温度为1000-1500°C，优选为1200-1500°C。8.如上述方面5中所述的方法，其中，煅烧时间为2小时以上，优选2-5小时，更优选为2-4小时，还更优选为3-4小时。根据本专利技术提供的方法能够制得纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其色泽鲜艳，溶出性好，颗粒大小合适，耐高温，耐酸碱，无毒无害，可以满足熔体纺丝的要求，适用于无水印染工艺，具有广泛的应用前景。 附图说明图1是实施例1中所得纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料200_800nm紫外光谱图；图2是实施例4中所得纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料200_800nm紫外光谱图；图3是测试实施例1中制得的纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料的电镜扫描图。具体实施例方式以下以优选的具体实施方式并结合附图来进一步说明本专利技术。本专利技术的特点和优点将随着这些说明变得更为清楚。根据本专利技术的一个方面，提供一种纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其结构式如NixLnyQ1?x?1.5yAl2O4所示，其中Q为Zn或Mg，x=0.01?0.7，Ln为稀土离子，y=0?0.05该纳米级尖晶石型稀土掺杂稀土掺杂含镍无机青色颜料由作为基体的尖晶石型ZnAl2O4或MgAl2O4、被引入至该基体的色素离子Ni2+以及稀土离子Ln3+构成，色素离子及稀土离子包含于尖晶石型的晶格中，该颜料的晶体结构与作为基体的尖晶石型晶体结构相同。
【技术特征摘要】
1.一种纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其结构式如NixLnyQm5yAl2O4所示，其中 Q 为 Zn 或 Mg，x=0.01-0.7，Ln 为稀土离子，y=0-0.05 该纳米级尖晶石型稀土掺杂稀土掺杂含镍无机青色颜料由作为基体的尖晶石型ZnAl2O4或MgAl2O4、被引入至该基体的色素离子Ni2+以及稀土离子Ln3+构成，色素离子及稀土离子包含于尖晶石型的晶格中，该颜料的晶体结构与作为基体的尖晶石型晶体结构相同。2.如权利要求1中所述的纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其粒径为200-400nm，优选 200_300nm。3.如权利要求1或2中所述的纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料，其中，x=0.01-0.5，更优选为 x=0.01-0.2。4.一种制备上述这种纳米级尖晶石型稀土掺杂含镍无机青色颜料的方法，该方法包括: 向AlCl3、NiCl2、LnCl3以及MgCl2或ZnCl2的水溶液中滴加NaOH溶液或氨水溶液，生成沉淀，将所得沉淀在800-1500°C温度下、在隔绝氧气的条件下煅烧；或者 向AlCl3、NiCl2、LnCl3以及MgCl2或ZnCl2的水溶液中滴加过量NaOH溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：江函婕，郭然，贺安琪，岳世娟，来国桥，徐怡庄，吴瑾光，
申请(专利权)人：北京大学，杭州师范大学，河北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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