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在傳統(tǒng)的黃色顏料中，不論是有機(jī)顏料的還是無機(jī)顏料的，都不兼有耐熱、耐光、耐候、耐酸堿和耐溶劑等性能，不能適應(yīng)性能涂料和塑料的要求。而鈦鎳黃，鈦鉻棕(鈦黃)等鈦系的黃色顏料，則具備較為全面的應(yīng)用性能。
  鈦黃顏料是以TiO2為主要成分的金紅石型金屬氧化物混相顏料(rutile mixed-phase pigments)，按照所加入的帶色金屬氧化物的種類的不同，可分為鈦鎳黃、鈦鉻棕或稱鈦鉻黃(這兩種均以偏鈦酸為原料)和低檔的鈦鐵黃(即粉碎后的合成金紅石)。其中在鈦鎳黃和鈦鉻棕的生產(chǎn)中，還引入不發(fā)色的金屬氧化物(如銻和鎢，以銻為主)作為調(diào)整劑，所以這兩種鈦黃的基本質(zhì)量組成大致為：鈦鎳黃： 80％TiO2—15％Sb2O3—5％NiO；鈦鉻棕：85％TiO2—10％Sb2O—35％Cr2O3。其優(yōu)異的性能主要表現(xiàn)在耐光和耐候性等各種耐性好，對環(huán)境、人體無毒、無害。

摘要：本文主要介紹了鈦黃顏料的結(jié)構(gòu)和顯色機(jī)理，并著重介紹了鈦黃顏料的制備方法，包括固相法和液相法，其中液相法包括均勻沉淀法、溶膠一凝膠法、有機(jī)配合物前驅(qū)體法、水熱合成法，并就這些鈦黃合成方法的作用機(jī)理、特點和影響因素進(jìn)行了討論。

       圖1金紅石(Ti02)的晶體結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)中Ti-O八面體鍵的排列

   但鈦黃顏料的粒徑較大，鈦黃的著色強度較低，色淺，分散性差，色相較暗，不及鉛鉻黃類無機(jī)黃顏料和有機(jī)黃顏料艷麗，所以長期以來習(xí)慣使用鉛鉻(鎘)類無機(jī)黃色顏料，鈦黃顏料始終沒有得到快速發(fā)展。近年來，西方發(fā)達(dá)國家要求外用涂料和塑料等制成品更耐久以及出于對環(huán)保和健康方面的考慮，在很多體系中，它是外國政府禁止使用的含有鉛和／或鎘的有毒黃色顏料的替代品。由于鈦鎳黃顏料日益受到重視，世界生產(chǎn)鈦黃顏料的廠家越來越多。美國就有四家鈦黃生產(chǎn)商Shepherd Color Co．、Harsha W Chemical Co．等，德國的BASF、拜耳，日本的大日精化工業(yè)都是鈦黃顏料生產(chǎn)廠家。
 
1鈦黃顏料的結(jié)構(gòu)及顯色機(jī)理
  1.1鈦黃顏料的結(jié)構(gòu)
  鈦黃是一種高溫?zé)o機(jī)顏料，常以TiO2-Cr2O3-(NiO)-Sb205來表示其化學(xué)成分，但是這個分子式并不表示各組分的含量關(guān)系。鈦黃的晶型結(jié)構(gòu)與金紅石型TiO2相同。金紅石(TiO2)的晶體結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)中Ti-O八面體鍵的排列示于圖1中。金紅石結(jié)構(gòu)屬于簡單四方晶系P42／mnm空間群，是典型的AB2型化合物的結(jié)構(gòu)，其中ao=0．459nm，Co=0．296nm，Z=2。金紅石結(jié)構(gòu)為四方原始格子，Ti位于四方原始格子的結(jié)點位置，體中心的Ti4+自成另一套四方原始格子，O2-在晶胞中處于一些特定位置上，Ti4+的配位數(shù)是6，O2-的配位數(shù)是3，陽離子和陰離子的半徑比R+／R-=0．486，晶體中Ti4+和O2-相互接觸而O2-之間互不接觸。此外，如果把O2-看成近似于六方緊密堆積，則Ti4+位于1／2的八面體空隙之中。
   1.2鈦黃顏料的顯色機(jī)理
   鈦黃顏料的晶型屬金紅石型，鈦黃顏色的產(chǎn)生是由于金紅石型TiO2的晶體結(jié)構(gòu)中位于配位中心的Ti4+離子部分地被發(fā)色元素鎳或鉻取代，從而產(chǎn)生了鮮明的黃色。Sb5+起穩(wěn)定劑的作用，在Cr3+或Ni2+取代Ti4+時Sb5+使晶體結(jié)構(gòu)在電荷上得到補償。試驗用Sb2O3代替Sb2O5，在自然空氣中且高溫的條件下Sb3+可以氧化為Sb5+，起到電荷補充的作用。
   由鈦黃顏料所具有的結(jié)構(gòu)和其顯色機(jī)理可知，通過調(diào)節(jié)鈦黃顏料的配比以及摻雜兩種或兩種以上的發(fā)色金屬可調(diào)節(jié)顏料的顏色。ShibasakiYasuo鈦黃顏料的制備方法研究(二)等在制備鈦黃顏料時，通過添加兩種不同的二價發(fā)色金屬元素制備出不同色調(diào)的鈦黃顏料。如添加Mg／Fe是呈棕色調(diào)，Mlg／Ni呈黃色調(diào)，Mg／Co呈藍(lán)色調(diào)，Co／Ni呈綠色調(diào)，Ni／Fe呈棕色調(diào)，F(xiàn)e／Co呈深棕色。
   為了制備色相不同的鈦黃，或改變鈦黃的某些性能，可對上述鈦黃制備方法加以改變，例如改變鈦黃原料配比，改變鈦黃原料種類，或改變鈦黃工藝條件等。鈦黃也有一些變體。例如可用五價鈮代替銻，主要目的是避免使用銻。也可用鎢代替銻，借以改變鈦黃顏料的某些性能。為了提高鈦黃顏料的耐光性、耐候性及加深鈦黃顏料的顏色，Naka{imaHirosh]通過用三氧化鎢來代替氧化銻，但同時添加一定的Sb2O3及其它添加劑如BaCO3和ZrO2，從而有效地制備出顏色更深的，并耐光的鈦黃顏料。Vignali Graziano用液相法制備鈦鉻黃顏料時通過增加鉻離子的濃度，顏色逐漸從橘黃色變?yōu)闇\褐色。

本文未完續(xù)：鈦黃顏料的制備方法研究(二)