新規な優環境型青色または緑色無機顔料の開発

新型环保蓝色或绿色无机颜料的开发

基本信息

批准号：
21J10967
负责人：
白井宏明
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10967/
关键词：
無機顔料優環境型二価銅イオン

项目摘要

令和3年度は、Cu2+を発色源とする優環境型青色無機顔料の創製を目指した。新規な顔料母体として、平面型CuO4ユニットを有しており、青緑色を呈するLi2Cu5(PO4)4を選択し、そのLi+サイトをよりイオン半径が大きいNa+で部分置換し、CuO4ユニットの歪みを意図的に増大させることで、電荷移動吸収およびd－d遷移吸収を制御した。Na+を添加することで、CuO4ユニットの歪みによりCu-O間距離が増大した結果、d－d遷移吸収の中で最も短波長側に位置する2B1g → 2A1gの吸収が増大かつ長波長シフトし、約520 ～ 560 nmの緑色領域における吸収量が増大することを見出した。その結果、合成した試料の中で、(Li0.90Na0.10)2Cu5(PO4)4が高い青色度（－b* = 39.4)および純粋な青色を示す270°に近い色相角 (H° = 246.0°)を示すことを明らかにした。また、構造が未知のNa4Cu(PO4)2を新規顔料母体として選択し、Cu2+サイトを異なる電気陰性度やイオン半径を有するMg2+、Ca2+、またはZn2+で部分置換した。その結果、平面形CuO4ユニットを含む化合物と同様、Cu2+と比較して同等のイオン半径を有しているものの電気陰性度が低いMg2+を添加することで生じるCu2+周囲の局所構造歪みにより、電荷移動吸収およびd－d遷移吸収における吸収効率の変化およびシフトが生じ、青色領域の反射率が増大することを見出した。中でもNa4Cu0.85Mg0.15(PO4)2が最も高い青色度（－b* = 38.2)を示すことを明らかにした。

2021 财年，我们的目标是使用 Cu2+ 作为着色源，创造一种环保的蓝色无机颜料。作为一种新的颜料基质，我们选择了具有平面CuO4单元并呈现蓝绿色的Li2Cu5(PO4)4，并用离子半径较大的Na+部分取代了其Li+位点，目的是扭曲CuO4单元的电荷转移吸收和dd跃迁吸收通过增加添加Na+后，由于CuO4单元的畸变，Cu-O距离增加，其结果是，dd跃迁吸收中位于最短波长侧的2B1g→2A1g的吸收增加并移至较长波长发现约520至560nm的绿色区域中的吸收量增加。结果，在合成的样品中，(Li0.90Na0.10)2Cu5(PO4)4表现出高蓝色度(-b*=39.4)和纯蓝色，色相角接近270°(H°=246.0°) 。此外，选择结构未知的Na4Cu(PO4)2作为新的颜料基质，并且Cu2+位点被具有不同电负性和离子半径的Mg2+、Ca2+或Zn2+部分取代。结果，与含有平面 CuO4 单元的化合物类似，由于添加 Mg2+ 导致 Cu2+ 周围的局部结构变形，发生电荷转移，与 Cu2+ 相比，Mg2+ 具有相同的离子半径，但电负性较低。我们发现吸收发生变化和移动。发生吸收效率和 dd 跃迁吸收，导致蓝色区域反射率增加。其中，Na4Cu0.85Mg0.15(PO4)2 的蓝度最高（-b* = 38.2）。