张少丹, 包维维, 马海萍

Cu2+、Tb3+共掺杂BaZrO3高近红外反射颜料的制备及其性能研究

张少丹1, 包维维1, 马海萍2

(1. 陕西理工大学 材料科学与工程学院, 汉中 723000; 2. 安徽省地质实验研究所, 合肥 230001)

环保型高近红外反射颜料可以有效缓解城市“热岛效应”和能源危机, 对推动绿色建筑节能产业发展具有重要的意义。离子掺杂是实现高近红外反射颜料呈色多样性的有效手段, 本研究采用溶胶-凝胶法制备了一系列铜离子和稀土铽离子共掺杂的高近红外反射Ba1–xCuZr1–yTbO3(=0.15, 0.25, 0.35;=0, 0.15)无机颜料。利用X射线衍射仪(XRD)、紫外/可见/近红外分光光度计、CIE 1976***色度坐标等对所合成的颜料粉体的晶体结构、反射性能、颜色性能等进行表征。结果表明, 在煅烧温度为1100 ℃时, 所合成的样品均为立方钙钛矿结构; Cu2+、Tb3+共掺杂进入BaZrO3晶格中, 随着掺杂量的增加, 颜料样品颜色由白色逐渐变为灰色再变为黄色。而且所得颜料在780~2500 nm波长范围内具有较高的近红外太阳光反射率, 其平均反射率(*)可达到 80%左右。因此, 这种Ba1–xCuZr1–yTbO3“冷”颜料粉体在建筑涂料等方面具有广阔的应用前景。

溶胶-凝胶法; 共掺杂; 近红外反射; “冷”颜料

城市“热岛效应”使得城市中心温度比周边地区高出5~8 ℃[1], 并且随着城镇化的快速发展, 城市中人口爆发使得这一现象更为显著。“热岛效应”不仅降低了人们生活环境的舒适感, 造成烟雾等空气污染, 而且增加了空调等制冷设备的能量消耗[2-3]。研究发现, 具有高日光反射率及红外发射的隔热材料[4]在建筑物屋顶及墙体的外部着色领域具有很广阔的应用前景[5-6]。……