【摘 要】
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天然的群青颜料在欧洲文艺复兴时期是画家使用的最好的颜料,通常用在圣母当中,象征着神圣。1828年,法国科学家率先发现了蓝色群青颜料的人工制备方法。由于新的合成制造方式成本相对低廉,因而群青颜料的使用得到迅速推广。目前人工合成群青的主要途径为纯碱硫磺法,即以高岭土为主要原料经过煅烧等方法制备而成。当今社会群青颜料仍被用作一种有价值的无机色素,但一定程度上受原材料过度开采导致资源紧缺及其本身较弱的耐酸
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天然的群青颜料在欧洲文艺复兴时期是画家使用的最好的颜料,通常用在圣母当中,象征着神圣。1828年,法国科学家率先发现了蓝色群青颜料的人工制备方法。由于新的合成制造方式成本相对低廉,因而群青颜料的使用得到迅速推广。目前人工合成群青的主要途径为纯碱硫磺法,即以高岭土为主要原料经过煅烧等方法制备而成。当今社会群青颜料仍被用作一种有价值的无机色素,但一定程度上受原材料过度开采导致资源紧缺及其本身较弱的耐酸性等因素的制约,影响其生产。因此,开发制备群青颜料的原材料及工艺具有重要意义。硅铝是群青的主要成分,碳是制备过程的还原剂。煤炭开采过程产生的煤矸石和工业废弃的废弃分子筛催化剂中含有大量的硅铝等元素,农业生产过程中废弃的玉米秸秆等生物质是优质的碳资源,这些固体废弃物的大量堆置造成了严重的环境污染和资源浪费。为了实现固体废弃物的资源化,降低群青生产成本,本文提出了一种合理搭配煤矸石、废弃分子筛做原料、玉米秸秆做还原剂制备蓝色群青颜料的方法。煤矸石:废弃分子筛:Na2CO3:S:玉米秸秆质量比为1.50:0.50:2.50:3.50:1.00的情况下,一次煅烧和二次煅烧温度分别为400℃和900℃,成功制备出了蓝色群青颜料,并利用X射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（FTIR）和扫描电镜（SEM）对产物结构与组成进行了表征分析。为探究实验由煤矸石、甲醇工业废弃分子筛及农业废物玉米秸秆等作为原材料制备群青蓝颜料显示不同程度蓝色的机理,用紫外漫反射（UV-Vis-DRS）技术对其内部发色团进行了研究,考察了制备群青蓝颜料过程中Na2CO3/S质量比、一次煅烧条件、二次煅烧条件及原料投加量对制备产物中发色团含量的影响。结果表明,颜色越明亮的群青颜料,发色团S3-、S2-之间的比值越大,本研究将为其他矿物或者废料制备群青颜料提供理论支撑。为了增加群青颜料的耐酸性,论文探讨了以正硅酸乙酯为前驱体,以氨水为催化剂在蓝色群青颜料表层包覆Si O2薄层的条件,结果表明:40℃下,在2.00 g群青蓝颜料中加4.50 ml水,同时滴加1.20 ml TEOS和2.50 ml氨水,反应6.00 h,群青粒子表面形成了一层致密均匀的Si O2包覆层,包覆后的群青颜料能在恒定为p H=2.50-3.00的酸溶液中存在156 h以上不褪色。
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