一種棕褐色多孔無機(jī)固體顏料的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種棕褐色多孔無機(jī)固體顏料的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔固體顏料是一種有特殊用途的材料，這類材料不僅可作色料使用，還可吸附有機(jī)燃料、水、氣體和金屬離子等。例如:在制作照片質(zhì)量的噴墨打印紙時，在打印紙面上涂上凃敷上一層多孔顏料，形成一層良好的印墨接受層，從而改善印墨的吸收能力，以減少印墨的擴(kuò)散。這對提高分辨率、打印密度、真圓度等打印參數(shù)，改進(jìn)打印效果十分有利。此外多孔顏料還可用作裝飾性顏料。油墨添加劑等。目前多孔固體顏料的品種還很少，較常見的主要有碳黑，多孔碳酸鈣和多孔乳膠粒子。
[0003]在已有的文獻(xiàn)和專利中，以層狀粘土礦物為原料合成顏料的方法都是基于離子交換反應(yīng)將有顏色的有機(jī)物嵌進(jìn)粘土的層間，層間的有機(jī)物對層狀硅酸鹽的無機(jī)層板起支撐作用，同時層板與有機(jī)物之間存在著靜電相互作用，這種情況下層間的組分所發(fā)生的任何變化都會影響到化合物的層間距離和吸附空間，導(dǎo)致層狀無機(jī)粘土礦物對有機(jī)染料的吸附量易發(fā)生變化，最終影響到顏色的色度和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種棕褐色多孔無機(jī)固體顏料的合成方法。
[0005]一種棕褐色多孔無機(jī)固體顏料的合成方法，該方法包括以下步驟:
(1)先將二價鎳鹽、三價鐵鹽用水共溶，在攪拌條件下逐滴加入水玻璃，其中，混合溶液中鐵離子、硅離子、鎳離子的摩爾溶度之比為1:4.3?13.6:4?10.4 ;鎳離子的摩爾濃度為0.5~3mol/L ;反應(yīng)10?40分鐘后，向溶液中滴加0.l~2mol/L氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至8.5?10.5之間，得到的棕褐色混濁液；
(2)將步驟I得到的棕褐色混濁液轉(zhuǎn)移到不銹鋼反應(yīng)釜，密封后于270?330°C下反應(yīng)20?130小時，然后洗滌、過濾、干燥后得到棕褐色鐵鎳皂石；
(3)將步驟2得到的鐵鎳皂石加入到柱撐溶液中，所述柱撐溶液為鋁溶膠或十三聚羥基鋁溶液，按照每克鐵鎳皂石與2.5?9毫摩爾鋁離子的比例關(guān)系進(jìn)行混合，混合均勻后在50?80°C下老化0.5?2.5小時，然后將得到的混合物過濾、洗滌、干燥，再在150?310°C下加熱1.5?5小時，得到棕褐色多孔無機(jī)固體化合物顏料。
[0006]進(jìn)一步地，所述二價鎳鹽為硝酸鎳、氯化鎳或硫酸鎳。
[0007]進(jìn)一步地，所述三價鐵鹽為硝酸鐵、氯化鐵或硫酸鐵。
[0008]進(jìn)一步地，所述鋁溶膠的分子式為Alx (OH)y，其中x=2?8，y=l?15 ；A1在鋁溶膠中的濃度約為0.5 mol/L?1.5 mol/L。
[0009]進(jìn)一步地，所述十三聚羥基鋁分子式為[AlO4Al12 (OH) 24 (H2O) 12]7+，十三聚羥基鋁在十三聚羥基鋁水溶液中的濃度約為0.5 mol/L?1.5 mol/L。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明得到的棕褐色無機(jī)固體化合物是一種層柱型化合物，這種顏料由金屬氧化物作為柱子支撐層板，有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其對有機(jī)物的吸附量也較穩(wěn)定。這種化合物的層間距離和吸附空間由金屬氧化物柱子的高度決定，其大小可達(dá)
0.6?1.0nm,因此層柱型化合物具有與分子篩相類似的孔道。金屬氧化物柱撐皂石與皂石原料相比，吸附空間和比表面積大大增加，因此，按本發(fā)明所制得的材料在作為顏料的同時，也是一種良好的固體吸附劑。此外，皂石的組成元素是硅、氧、鋁和鎂，這些元素對人體不構(gòu)成危害，因此皂石對人體是安全的。本發(fā)明選擇無害的鐵、鎳代替鎂作為原料，因此生產(chǎn)過程中對環(huán)境無污染。
[0011]本發(fā)明合成的棕褐色多孔無機(jī)固體顏料，耐光曬和水洗，光照100小時和用水洗50次后，顏色無任何變化，室溫放置6個月，顏色無變化，與皮膚接觸后，皮膚上不沾有任何顏色。這是由于棕褐色顏料中，起發(fā)色作用的鐵鎳原子已與氧原子鍵合而被固定在皂石的八面體層中，不易從固體中溶出。同時，這種棕褐色顏料耐酸性很強(qiáng)，將其加入到6摩爾/升鹽酸溶液中，浸泡3小時，然后過濾、洗滌、干燥，得到的固體仍然是棕褐色的。本發(fā)明制得的顏料還可以用作固體吸附劑、裝飾性顏料、油墨添加劑和干燥劑等。
【附圖說明】
[0012]附圖1是實(shí)施例2合成顏料的X射線粉末衍射圖；
附圖2是實(shí)施例2合成顏料的熱重一差熱曲線圖譜。
[0013]具體實(shí)施方法
皂石是一種層狀粘土礦物，它由相互平行的無機(jī)層板堆積而成，每個無機(jī)層板的結(jié)構(gòu)是兩個四面體曾夾著一個八面體層。皂石四面體層中的部分四價硅原子被三價鋁所取代，導(dǎo)致四面體層帶一定的負(fù)電荷，因此皂石層間可以嵌入帶正電荷的離子，得到各種層嵌型主客體化合物。皂石層板上所帶的負(fù)電荷由層間陽離子如Na+、K+、Ca2+或其水合離子等平衡，這些陽離子可以被其它陽離子交換，所以皂石具有很好的離子交換能力。本發(fā)明通過離子交換作用將鋁溶膠或十三聚羥基鋁溶液引入到皂石層中充當(dāng)柱子，再經(jīng)過煅燒，得到性質(zhì)穩(wěn)定的柱撐鐵鎳皂石，從而得到一種多孔棕褐色多孔無機(jī)固體顏料。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]實(shí)施例1:
在室溫下，將38.3毫升水玻璃溶液逐滴加入到溶解有9.26克六水氯化鎳和1.35克六水氯化鐵的水溶液中，滴加過程中劇烈攪拌，各種原料的摩爾配比是:氯化鐵中的鐵:水玻璃中的硅:氯化鎳中的鎳=I:7.8:8.1，攪拌10分鐘后，向溶液中滴加0.lmol/L的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH至8.5，繼續(xù)攪拌，再將的到的棕褐色混濁液轉(zhuǎn)移到不銹鋼反應(yīng)釜中密封，在270°C下反應(yīng)20小時，然后洗滌、過濾、干燥，得到棕褐色皂石；取10克上述合成的鐵鎳皂石加入到含25毫摩爾鋁的十三聚羥基鋁配置而成的柱撐溶液(十三聚羥基鋁分子式為[AlO4Al12 (OH)24 (H2O)12]'十三聚羥基鋁的濃度為0.5 mol/L)，在50°C下老化0.5小時，然后將得到的混合物過濾、洗滌、干燥，再在180°C下加熱5小時，得到棕褐色多孔無機(jī)固體顏料。
[0015]實(shí)施例2:
在室溫下，將含有34.4毫升水玻璃溶液逐滴加入到溶解有8.71克六水硝酸鎳和1.35克六水氯化鐵的水溶液中，滴加過程中劇烈攪拌，各種原料的摩爾配比是:氯化鐵中的鐵:水玻璃中的硅:硝酸鎳中的鎳=1.0:7.0:6.0，攪拌20分鐘后，向溶液中滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH至9.0，繼續(xù)攪拌，再將的到的棕褐色混濁液轉(zhuǎn)移到不銹鋼反應(yīng)釜中密封，在290°C下反應(yīng)60小時，然后洗滌、過濾、干燥，得到棕褐色皂石；取10克上述合成的鐵鎳皂石加入到含50毫摩爾鋁的十三聚羥基鋁配置而成的柱撐溶液(十三聚羥基鋁分子