玄兆坤，孟玲菊，魏淑丽

（1.河北民族师范学院，河北 承德 067000 2.承德广播电视大学，河北 承德 067000）

1 实验及探究过程

1.1 实验操作过程

1.1.1 将硒粉运用超声波的振荡作用在硫化钠溶液中溶解，再把氯化镉水溶液注入以上溶液中与硒粉反应，室温条件下，用磁力搅拌器搅拌一小时，然后加入氯化锌水溶液引入锌离子，继续充分反应2小时。

1.1.2 将氧氯化锆溶液倒入上述溶液中，为硅酸锆包裹层的生成做准备，常温条件在磁力搅拌器上搅拌继续反应一小时。

1.1.3 在上面搅拌反应的溶液中加入硅酸钠溶液，为硅酸锆的生成提供硅酸根，因为硅酸的生成对溶液环境要求比较特殊，所以用盐酸调节整体溶液的pH值到9.5左右，防止硅酸的凝聚，并继续搅拌反应2小时，然后静置2小时。

1.1.4 将静置好的沉淀物进行真空抽滤，用大量蒸馏水洗涤沉淀，抽滤去除杂质离子，然后用无水乙醇洗涤，减少前躯体中的水分含量。将产品放入干燥箱中，在100℃的条件下烘干，得到前躯体，对其研磨后，得到棕黄色的质地比较松散的粉末状物质。

1.1.5 将上述所得沉淀在碳粉和碳棒存在的还原条件下，用陶瓷坩埚置于马幅炉中，采用阶段式升温的办法（350℃、500℃、850℃各保温半小时），使颜料在各个温度段进行反应，最终得到鲜红色颜料。然后，再将碳粉及碳棒与颜料分离，将颜料重新装入陶瓷坩埚中在氧化条件下继续升温至850℃。观察此刻颜料呈色，并得到以下数据。

2 数据记录结果

实验数据记录及结果（见表1）

表1 硒粉、氯化锌、硅酸钠及PH调整的数据记录

3 对实验结果的分析

3.1 硫、硒和镉的比例对颜料呈色的影响

由表1数据可知，硒粉和硫化镉含量不同直接影响颜料的颜色，当硒粉的量比较少时，颜料发色弱，多数呈现橙黄色。随硒粉的含量的增大，颜料的红色渐强，从表2可知，其变色过程由橙黄色变红直至到黑色。综合以上数据，只有当硫化镉与硒粉的比例在7.86∶1时，颜料呈色最为饱满，为鲜红色。在控制硫化钠及氯化镉的量不变的前提下，调整硒粉的用量，可以得到结论，当 S∶Se∶Cd 的摩尔比为 4.94∶1∶7.86时，红色最为鲜艳。由表2数据可见：

表2 硫、硒和镉的比例对颜料呈色的影响

3.2 制备工艺条件优化

3.2.1 体系pH值对硅酸锆包裹的影响

Na2SiO3是强碱弱酸盐，通过计算可知，在pH值小于8.0的条件下，会生成胶体继而凝聚生成硅酸凝胶，不能有效地生成硅酸胶体，当pH值大于10时，硅酸钠又会以溶液形式存在而在生成前躯体的过程中损失掉，经多次实验证明，当体系pH值保持在9.5左右时，可以生成硅酸溶胶并且可以与硫硒化镉一起反应生成包裹型前躯体。表3为不同pH值下颜料的包裹情况，及在相应条件下颜料的呈色。

表3 pH值对硅酸锆包裹的影响

3.2.2 Zn2+对硅酸锆生成温度的影响

实验过程中，Zn2+会最终转化为ZnO，制备过程中会发生如下反应：

由上面反应可知，在制备硫硒化镉的过程中加入Zn2+，可以使硅酸锆与硫硒化镉反应生成固溶体的过程中，由于ZnS和ZnSe的生成，提高颜料的耐高温性能。表4验证了颜料耐高温性能与Zn2+存在与否的关系。如表4：

表4 Zn2+对颜料耐温度的影响

由表4可知，在碳粉存在的还原条件下，由于没有氧气的参与，是颜料保持了硫硒化镉的固有颜色，都生成了大红色粉末状颜料，但是当把它们都放在氧化条件下煅烧时，可以看出不加Zn2+颜料的耐高温能力明显下降，因为氧气的氧化最后变成了黑色。而加了Zn2+的颜料耐高温性能明显提高，整个过程中仍然能够保持大红色。原因是由于Zn2+的加入反应生成的ZnS，其升华温度为1182℃，而ZnSe升华温度为1000℃，比S的444℃以及Se的660℃提高了很多，可见Zn2+的引入生成的ZnS和ZnSe，可以有效地保留Se，在硅酸锆的生成时不挥发，最终得到成固溶体的硫硒化镉与硅酸锆红色陶瓷颜料。