氧化鉻綠性狀特征分析及量子化學研究.pdf

1、氧化鉻綠是鉻鹽工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，由于其不溶于酸和堿，對光、大氣、二氧化硫、硫化氫等腐蝕性氣體極穩(wěn)定，能耐高溫，并有很高的遮蓋力和色飽合度，在無機顏料領(lǐng)域占有重要的地位。 我國的鉻綠產(chǎn)品生產(chǎn)量大，生產(chǎn)廠家多，具有多種優(yōu)勢。但其質(zhì)量與國外同類產(chǎn)品相比，存在色差較大、產(chǎn)品性能穩(wěn)定性不夠等問題，目前就導致這些差異本質(zhì)原因的探索尚少見報道。針對這一情況，本文選擇國內(nèi)外有代表性的鉻綠樣品(分別來自Bayer公司和民豐農(nóng)化公司)進行對比分析

2、和研究，從實驗和理論兩方面著手，探尋幾種顏料在性狀特征及微觀結(jié)構(gòu)上的差異以及相應的因果關(guān)系，以期為我國鉻綠顏料產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供一定的幫助或參考。 本文首先通過X-ray衍射、光電子能譜、紅外及紫外可見光譜分析，以及電子顯微分析、熱分析、粒度分布分析、色度色差分析等，證明Bayer產(chǎn)品和民豐農(nóng)化產(chǎn)品之間在晶胞參數(shù)、主要元素種類及含量、色度色差、粒度粒徑等性狀方面均存在一定的差異，這些差異是造成顏料呈色差異的來源。 在分析

3、測試結(jié)論的基礎(chǔ)上，利用量子化學從頭計算和密度泛函方法對不同線度的模型體系進行了進一步的理論研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鉻氧八面體是氧化鉻綠呈色性能的活性區(qū)，該區(qū)域能級和電子密度分布的改變應優(yōu)先加以考慮；在所研究的五種顏料中，Bayer-sd并未處于總能量的最低點；通過改變晶胞參數(shù)a和c的計算表明，在參數(shù)的變化范圍內(nèi)，顏料呈現(xiàn)的顏色與晶胞參數(shù)間的關(guān)系復雜，并無簡單規(guī)律可循；晶胞參數(shù)的微小變化對鉻綠顏料性能有明顯影響；在Bayer-sd平衡位置附近的小

4、范圍內(nèi)，晶胞擴張比晶胞縮小對顏料性能的影響大，參數(shù)a方向的變化對鉻綠顏料性能的影響較c方向變化更敏感。按同晶取代方式引入雜質(zhì)離子后，計算表明Al3+、Ti4+的引入對顏料的呈色性能基本無影響，但Fe3+、Mn4+等帶有d電子的離子對顏料的呈色會產(chǎn)生不同的作用，在實際生產(chǎn)中必須加以考慮。 為發(fā)掘晶胞參數(shù)變化與生色離子Cr3+所處場強的直接關(guān)系，本文還將晶體場-配體場理論與從頭計算結(jié)合起來，通過Racah參數(shù)的適當擬合，并聯(lián)系實際，