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異種元素を添加したBi系複合酸化物顔料の低温合成と発色性能の向上

不同元素添加的铋基复合氧化物颜料的低温合成及着色性能的改善

基本信息

批准号：
20K05142
负责人：
松嶋茂憲
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kitakyushu National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度は、主にBi2Ce2O7（BCO）粒子の調製とキャラクタリゼーション，異種元素をドープしたBCOに関する第一原理計算を実施した。錯体重合法でから得た前駆体を空気中500～700 ℃で焼成し、不純物相を含まないBCO相が生成することを粉末X線回折（XRD）測定により確認した。800 ℃焼成では、BCO相以外の小さな回折ピークが確認されBi2O3相に帰属されると推測された。5 mol% および10 mol% V-doped BCOでは、800 ℃で焼成しても不純物相のピーク強度がほとんど観察されなくなった。5 mol% V-doped BCOにCaやLaを共添加したところ、Ca添加では不純物相生成が促進され、Laでは抑制が維持された。引き続き、UV-vis吸光度測定を実施した。以前に実施したBi2Ti2O7（BTO）やBi2Zr2O7（BZO）では、不純物を含まない高純度のBTOやBZOを得ることが容易ではなく、バンドギャップを見積ることができなかった。これに対して、BCOでは高純度試料が得られ、空気中500～800 ℃で焼成されたBCOのバンドギャップが約2.4～2.5 eVであった。5 mol% および10 mol% V-doped BCOでは約2.5～2.6 eVであり、CaやLaを共添加した5 mol% V-doped BCOでは約2.5～2.6 eVであった。V単独ドープの場合と比較して、共添加では可視光領域において吸光度が増加することがわかった。そこで、カラーリーダーを用いてL*a*b*表色系における色度座標を調べた。黄色度はb*の値で評価される。異種元素をドープしていないBCOでは、500, 600, 700, 800 ℃で焼成後のb*値はそれぞれ43.4, 40.2, 42.8, 41.0であった。 5 mol% V-doped BCOのb*値は、それぞれ48.2, 45.0, 44.0, 42.9であった。さらに、Laを共添加した5 mol% V-doped BCOでは、それぞれ50.0, 48.9, 40.3, 41.4であり、600 ℃以下の焼成において最も高いb*値が得られた。第一原理計算では、BCOの構造最適化を実施した。

First principles calculations for the modulation of Bi2Ce 2O 7 (BCO) particles and for heterogenous elements were carried out. It is confirmed by XRD measurement that the precursor is sintered at 500~700 ℃ in the air and the impurity phase is formed. 800 ℃ firing temperature, BCO phase and other small reflection, confirm that Bi2O3 phase belongs to the speculation. 5 mol% ≤ 10 mol% V-doped BCO can be sintered at 800 ℃ to form impure phases. 5 mol% V-doped BCO Ca and La were added to promote the formation of impurity phase and La was inhibited. UV-vis absorbance measurements were performed. Bi2Ti2O7 (BTO) Bi2Zr2O7 (BZO) was previously used. It was easy to obtain high purity BTO and BZO impurities. The high purity samples were obtained at 500~800 ℃ in air, and the temperature of BCO was about 2.4~2.5 eV. 5 mol % V-doped BCO is about 2.5~2.6 eV, Ca ~ La ~+ is about 2.5~2.6 eV. The absorbance of the visible light field increases when compared with other light sources. L*a*b* color system is used to adjust the chromaticity coordinates. The yellow color is b*. The b* values of heterogeneous elements after firing at 500, 600, 700, 800 ℃ are 43.4, 40.2, 42.8, 41.0. 5 mol% V-doped BCOのb*値は、それぞれ48.2, 45.0, 44.0, 42.9であった。5 mol% V-doped BCO was added to the reaction mixture at temperatures below 600 ℃, 50.0, 48.9, 40.3, 41.4 ° C and the highest b* value was obtained. First principles calculations are carried out to optimize the structure of BCO.