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摘 要

随着环保要求的提高，群青作为一种无毒害、环境友好型颜料受到了更多的关注。群青颜料由于其鲜艳的色调和优越的性能，使得它在各种行业中有着广泛的应用。本文研究了以4A型分子筛作为原料，通过调节硫化钠与硫的配比，在多硫化钠溶液中浸渍处理并煅烧后，制备出不同颜色的群青产物。结果表明，黄色、绿色和蓝色的群青产物所需的硫化钠与硫的比例分别为2:1，4.2:1，3.5:1，且都能良好地分散到树脂中。

关键词：群青 分子筛 浸渍 煅烧

Study on the preparation process of an inorganic pigment

Abstract

As a non-toxic and environmentally friendly pigment, ultramarine has attracted more attention because of the improved requirements of environmental protection. The ultramarine pigments have vivid tones and excellent performance, which makes them widely used in various industrial applications. Here we use 4A molecular sieve as raw material, after the impregnation of Na₂S_x solution and calcination treatment, the ultramarine products of different colors are prepared by adjusting the ratio of sodium sulfide to sulfur. The results show that the ratio of sodium sulfide to sulfur required for the yellow, green and blue ultramarine is 2:1,4.2:1,3.5:1, respectively. The yellow, green and blue ultramarine can all be well dispersed in the resin.

Key Words: Ultramarine; molecular sieves; impregnation; calcination

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 引言 1

1.1 群青颜料的概况 1

1.2 群青的组成、性质及应用 1

1.2.1 群青的组成 1

1.2.2 群青的性质 2

1.2.3 群青的应用 2

1.3 群青的制备方法 2

1.3.1 高温煅烧法 2

1.3.2 浸渍法 5

1.3.3 水热法 5

1.4 课题的意义和研究内容 6

1.4.1 课题的意义和目标 6

1.4.2 研究内容 6

第二章 实验部分 7

2.1 实验原料和仪器 7

2.1.1 实验药品 7

2.1.2 实验仪器 7

2.2 实验内容 8

2.2.1 群青产物的制备 8

2.2.2 分散性能测试 8

2.3 实验表征方法 8

第三章 结果与讨论 10

3.1 颜色分析 10

3.2 XRD分析 11

3.3 元素分析 12

3.4 紫外可见漫反射分析 13

3.5 微观形貌 14

3.6 树脂体系中的分散性能和光学性能测试 15

第四章 结论与展望 18

4.1 结论 18

4.2 展望 18

参考文献 19

致谢 22

第一章 引言

1.1 群青颜料的概况

颜料作为一种彩色粉末状的细小颗粒物质，按照化学组成进行分类，可以分为两大类——无机颜料和有机颜料，其中，以无毒无害为特性的无机颜料，同时还具有分散性好、遮盖力好、耐热性好、耐候性强等特征^{[1, 2]}。群青颜料作为一种历史悠久、颜色鲜艳的蓝色颜料，它的色相是其他颜料无法比拟或调配方法无法得到，因此，群青在蓝色颜料中占据重要地位^[2]。鉴于群青的优良性质和广泛用途，国内外颜料市场对群青的需求日益扩大^[3]。同时，又由于近些年来社会对于环保诉求的不断提高，群青颜料受到的关注也越来越多。

1.2 群青的组成、性质及应用

1.2.1 群青的组成

天然群青颜料是一种具有美丽的蓝宝石颜色的硅铝酸盐，其主要成分为钠、铝、硅、硫、氧，蓝色群青可用分子式Na₆Al₄Si₆S₄O₂₀表示^{[2, 4]}。以人工合成的方式制备的群青是含有笼腔结构的硅铝酸盐，如图1-1所示，腔内含有多硫化钠作为发色基团，正是由于骨架中的多硫化物中硫的种类不同，使得群青颜色具有易变性，而这种易变性主要由两种因素决定：一是一定结构的结晶单元；二是在结晶单元中钠与硫之间一定的结合关系^{[1, 2, 4, 5]}。

图1-1 含S₃^-离子（黄色球体）的单个方钠石笼^[6]

1.2.2 群青的性质

在耐光性、耐候性、耐热性、耐碱性和亲水性方面，群青都表现出很好的性能。不仅如此，群青一般在较高的温度条件下，可以保持长时间不变色。但是，群青的耐酸性较差，即使是在弱酸性条件下，它也会被氧化为灰白色^{[1, 2]}。

1.2.3 群青的应用

群青在很多行业中都有其相应的应用，例如在塑料和洗涤剂行业可以起到提白的效果，在油墨和彩绘行业可以调配出鲜艳的蓝色，在合成橡胶行业可以制备蓝色橡胶。综上所述，群青的主要作用有三点：一是提白，即群青能够用于白色物质消除黄色色光；二是调色，即群青可添加在深色调中，使其柔和光泽；三是着色，即群青可制成蓝色制品^[1]。

1.3 群青的制备方法

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