研究目的
在Tb掺杂的A2CeO4(A = Sr和Ba)体系中开发从黄色到红色色调的可调色颜料,具有高近红外反射率,用于可持续节能应用。
研究成果
成功开发了一系列颜色可调(从黄色到红色)的铈基无机颜料。其中SrBaCe0.6Tb0.4O4(黄色)和Ba2Ce0.4Tb0.6O4(红色)颜料展现出优异的呈色性能、高达91%的近红外反射率以及良好的热稳定性和化学稳定性,有望应用于凉爽屋顶和表面涂层以降低能耗。
研究不足
该合成过程需要高温(1250-1300°C),可能耗能较高。部分组分显示出微量杂质相(例如Sr2-xBaxCe0.6Tb0.4O4中的SrTb2O4)。这些颜料在真实环境中的长期性能尚未经过广泛测试。
1:实验设计与方法选择:
采用传统高温陶瓷工艺合成颜料。将原料(SrCO3、BaCO3、CeO2、Tb4O7)按化学计量比混合,在丙酮中湿法混匀后干燥,分别在1250°C(Sr2-xBaxCe0.6Tb0.4O4)和1300°C(Ba2Ce1-xTbxO4)下热处理6小时。
2:BaCOCeOTb4O7)按化学计量比混合,在丙酮中湿法混匀后干燥,分别在1250°C(Sr2-xBaxCe6Tb4O4)和1300°C(Ba2Ce1-xTbxO4)下热处理6小时。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:制备了通式为Sr2-xBaxCe0.6Tb0.4O4(x=0.25、0.50、0.75、1.0、1.25、1.50、2.0)和Ba2Ce1-xTbxO4(x=0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.0)的组分。
3:6Tb4O4(x=0)和Ba2Ce1-xTbxO4(x=0)的组分。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括粉末X射线衍射仪(PANalytical X’pert Pro)、X射线光电子能谱仪(PHI 5000 Versa Probe II)、扫描电镜(JEOL JSM-5600 LV)、能谱仪(Carl Zeiss EVO18)、粒度分析仪(Anton Paar Litesizer 500)、紫外-可见-近红外分光光度计(Shimadzu UV-3600)、热重/差示扫描量热仪(SII纳米技术公司6200)以及便携式分光光度计(Hunter Lab Miniscan EZ4000S)。材料包括SrCO3、BaCO3、CeO2、Tb4O7(Sigma-Aldrich,纯度99.99%)、PMMA、丙烯酸、聚氨酯和混凝土试块。
4:8)、粒度分析仪(Anton Paar Litesizer 500)、紫外-可见-近红外分光光度计(Shimadzu UV-3600)、热重/差示扫描量热仪(SII纳米技术公司6200)以及便携式分光光度计(Hunter Lab Miniscan EZ4000S)。材料包括SrCOBaCOCeOTb4O7(Sigma-Aldrich,纯度99%)、PMMA、丙烯酸、聚氨酯和混凝土试块。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:合成过程包括原料混合、干燥和热处理。表征手段包含XRD测定相纯度、XPS分析氧化态、SEM观察形貌、EDS进行元素分析、粒度分析、UV-vis NIR测定反射率和带隙、TG/DTA评估热稳定性,以及在酸碱/水中的化学稳定性测试。应用研究涉及将颜料分散于PMMA并涂覆于混凝土试块。
5:数据分析方法:
采用Tauc图法确定带隙,根据ASTM标准G173-03计算近红外太阳反射率,使用CIE1976 L*a*b*色坐标系统获取颜色参数,通过色差(ΔE*ab)评估化学稳定性。
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