[發明專利]硫化鈰紅色顏料的制備方法

有效

• 申請號: 201110382817.6
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102515240A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 邱忠賢;廉世勛;葛勇杰;余麗萍;榮春英
• 申請（專利權）人: 湖南師范大學
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及硫化鈰紅色顏料(γ-Ce₂S₃)的一種制備方法，屬于無機顏料的合成技術。

背景技術

γ-Ce₂S₃，也叫倍半硫化鈰。γ-Ce₂S₃具有良好的熱穩定性、耐侯性和耐光性，體色呈大紅色，有望替代有毒的硫硒化鎘(CdSSe)成為一種環境友好的大紅顏料。法國羅那普蘭克公司最先報道γ-Ce₂S₃的合成和應用。

Ce₂S₃有α，β，γ三種晶型。α相在900℃左右轉變為β相，β相在1200℃左右轉變為γ相。γ-Ce₂S₃屬立方晶系Th₃P₄型晶體，所以，其分子式也可以表示為γ-Ce_2.67V_0.33S₄(V表示空位)。在γ-Ce₂S₃晶格空位處導入堿金屬離子、堿土金屬離子或重稀土離子，可以調節γ-Ce₂S₃的電子結構、改變其反射光譜和反射率，從而調節硫化鈰顏色。

歐洲專利EP0680930A、日本專利特開平8-259229、日本專利2689819、中國專利CN98120016.8，CN01139900.7和CN200810031536.4等記載了γ-Ce₂S₃顏料的制備方法。第一種方法是在管式高溫爐中通入氮氫混合氣體(H₂+N₂)，在高溫下將Ce₂(SO₄)₃或Ce(SO₄)₂還原成γ-Ce₂S₃。第二種方法是在管式高溫爐中通入H₂S或CS₂氣體，在高溫下將鈰的化合物(包括氧化物、氯化物、碳酸鹽和草酸鹽等)硫化成γ-Ce₂S₃。第三種方法是用H2與硫蒸氣硫化CeO₂生成γ-Ce₂S₃。

上述專利記載的合成方法有明顯的不足之處：(1)制備過程使用易燃易爆的氫氣(H₂)，存在安全隱患；(2)使用有毒的硫化物氣體(H₂S、CS₂)或產生有毒的SO₂和SO₃氣體，危害環境和生產工人；(3)傳統的加熱方式(硅碳棒或硅鉬棒發熱)耗能高、反應時間長。所以，上述專利記載的合成技術難以適合工業化生產要求。雖然Tsuzuki等人采用機械化學法，直接球磨無水CeCl₃、CaS和CaCl₂混合物，在常溫下也得到了γ-Ce₂S₃，但產物中的雜質含量很高，且粒徑分布很不均勻，也不實用于工業化生產。

本發明的目的是發明一種關于γ-Ce₂S₃的制備方法。首先，采用液相均勻沉淀法合成α-Ce₂S₃、β-Ce₂S₃和γ-Ce₂S₃混合晶體；然后，采用微波輔助加熱，使混合晶體在1200℃轉變成γ-Ce₂S₃，得到體色均勻的大紅色粉末。稱這種方法為“液相沉淀-高溫轉晶”法。本方法完全避免了使用易燃易爆氣體和有毒氣體，也不會產生有毒氣體，安全環保；并且采用微波輔助加熱方式，高效節能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有制備技術的不足，提供一種制備γ-Ce₂S₃的新技術。這種新技術不使用易燃易爆氣體(H₂)和有毒氣體(H₂S和CS₂)，也不產生有毒氣體(SO₂或SO₃)。解決本發明技術所采用的技術方案是“液相沉淀-高溫轉晶”兩步合成法：