本发明公开了一种硅石型Bi24Al2‑xMnxO39草绿色无机颜料及制备方法。该颜料颜色为明亮的草绿色，结构为硅石型结构，化学组成为Bi24Al2‑xMnxO39，其中0＜x≤0.8。采用高温固相法制备该颜料，制备步骤为：以Bi2O3、Al2O3和Mn2O3或MnO2为原料，研磨均匀后在10‑30MPa压力下压片后在马弗炉中进行烧成，烧成温度为600‑800℃，烧成时间为4‑10h，升温速率为5‑10℃/min，降温速率为5‑10℃/min。本发明合成的草绿色无机颜料环保无毒，结构稳定，色泽鲜明，且制备方法工艺简单，对设备要求低。
1.一种硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料，其特征在于，结构为稳定的硅石型结构，颜色为明亮的草绿色，其化学组成为Bi24Al2-xMnxO39，其中0＜x≤0.8。
2.如权利要求1所述的硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料，其特征在于，锰的掺杂量为0＜x≤0.8，锰的价态为+3价。
3.一种如权利要求1所述的硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以Bi2O3，Al2O3，Mn2O3为原料，按照化学组成通式Bi24Al2-xMnxO39中各元素的配比，用分析天平精确称取各原料；
(2)将步骤(1)称量好的粉末原料在玛瑙研钵中手工充分混合均匀后，将混合均匀的原料放入不锈钢模具中，通过压力机将混合均匀的原料压制成块体；
(3)将步骤(2)制成的块体放到刚玉坩埚中，按照特定的烧成制度在马弗炉中进行烧成，烧成结束待样品冷却到室温研磨样品后得到草绿色无机颜料；
步骤(3)中特定的烧成制度为：样品的烧成温度为600-800℃，烧成时间为4-10h，升温速率为5-10℃/min，降温速率为5-10℃/min。
4.如权利要求3所述硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的各原料的纯度均为分析纯，质量误差为±0.0005g。
5.如权利要求3所述硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的在玛瑙研钵中手工充分混合均匀的时间为20-40min。
6.如权利要求3所述硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的不锈钢模具的直径为10-20mm，压样的压力为10-30MPa，保压时间为1-3min。
一种硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料及制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于无机颜料技术领域，具体涉及一种环保无毒，色泽鲜明的硅石型草绿色无机颜料以及该颜料的制备方法。
背景技术
[0002] 无机颜料较有机颜料有着优异的稳定性、遮盖力强和耐酸碱及耐候性等优点而广泛应用于涂料、油墨、塑料、橡胶、绘画颜料、釉料和陶瓷中。随着无机颜料应用范围的扩大，对无机颜料性能的要求也越来严格。无机颜料分为传统天然无机颜料和人工合成无机颜料。传统的天然无机颜料主要来源于大自然界中的矿石，如蓝铜矿、铋黄、朱砂等，天然无机颜料一般纯度较低，色彩单一，色泽较暗，很难满足人类当前的生活需要，而且有些颜料含有有毒的金属元素，如镉、钒、铅、铬等，严重危害人类的健康。传统无机颜料的缺点严重限制了其在生活中的应用，因此研究环保无毒且性能优良的无机颜料极具科研价值和社会价值。研究发现，通过高温固相法合成的过渡金属元素掺杂多元氧化物颜料纯度高，结晶度高，结构稳定，环保无毒，颜色明亮、可控，吸引了科研工作者的广泛关注。
[0003] 绿色是大自然中常见的颜色，象征着青春，希望，生命，和平，自然。绿色颜料在人类的生活和国防建设中应用广泛，因此研究新型环保无机绿色颜料具有一定的价值。近年来，通过金属锰元素取代一定量四面体结构单元的中心原子而形成锰氧四面体造成的分子内部荷质转移和金属锰离子发生的晶体场跃迁，而使多元基体氧化物表现出明显的绿色。如Mn掺杂的Ba2In2O5、Ba3V2O8、BaAl2O4等绿色颜料，其颜料纯度高，热稳定性高，耐酸碱，颜色可调，但其含有昂贵金属In和重金属Ba限制了其颜料的应用。
发明内容
[0004] 本发明的内容是以Bi2O3，Al2O3为基体原料，按照一定的摩尔比，通过掺杂Mn2O3或MnO2合成一系列色度可调的草绿色无机颜料及其制备方法。
[0005] 本发明制备的硅石型草绿色无机颜料通过以下技术方案实现。
[0006] 一种硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料的制备方法，其特征在于，结构为稳定的硅石型结构，颜色为明亮的草绿色，其化学组成为Bi24Al2-xMnxO39，其中0＜x≤0.8。
[0007] 进一步地，所述颜料中锰的掺杂量为0＜x≤0.8，锰的价态为+4价。
[0008] 一种如上所述的硅石型Bi24Al2-xMnxO39草绿色无机颜料的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)以Bi2O3，Al2O3，Mn2O3或MnO2为原料，按照化学组成通式 Bi24Al2-xMnxO39中各元素的配比，用分析天平精确称取各原料；
[0010] (2)将步骤(1)称量好的粉末原料在玛瑙研钵中手工充分混合均匀后，将混合均匀的原料放入不锈钢模具中，通过压力机将混合均匀的原料压制成块体；
[0011] (3)将步骤(2)制成的块体放到刚玉坩埚中，按照特定的烧成制度在马弗炉中进行烧成，烧成结束待样品冷却到室温研磨样品后得到草绿色无机颜料。
[0012] 进一步地，上述制备方法步骤(1)中所述的各原料的纯度均为分析纯，质量误差为±0.0005g。
[0013] 进一步地，上述制备方法步骤(2)中所述的在玛瑙研钵中手工研磨的时间为20-40min。
[0014] 进一步地，上述制备方法步骤(2)中所述的不锈钢模具的直径为10-20mm，压样的压力为10-30MPa，保压时间为1-3min。
[0015] 进一步地，上述制备方法步骤(3)中所述的样品烧成温度为600-800℃，烧成时间为4-10h，升温速率为5-10℃/min，降温速率为5-10℃/min。
[0016] 与现有的技术发明相比，本发明具有以下优点：
[0017] (1)本发明的草绿色无机颜料色泽鲜明，环保无毒。
[0018] (2)本发明的草绿色无机颜料结构稳定，纯度高无杂质，化学稳定性高。
[0019] (3)本发明的制备方法工艺简单，对设备要求低，有望于工业化生产。
附图说明
[0020] 图1为不同掺杂量Bi24Al2-xMnxO39样品的XRD图。
[0021] 图2为不同掺杂量Bi24Al2-xMnxO39的UV-vis图谱。
具体实施方式
[0022] 以下结合具体实施例及附图对本发明技术方案进一步详细描述，实施例仅为本发明较优的实施方式，而非限制本发明。对本发明技术方案任何细节的修改、添加、简化、替换等，均应在本发明的保护范围之内。
[0023] 实施例1：以MnO2为Mn源制备2g的Bi24Al1.9Mn0.1O39无机颜料
[0024] 根据Bi24Al1.9Mn0.1O39的化学式，按照一定的化学计量比称取Bi2O3，Al2O3， MnO2，质量允许误差为±0.0005g。用电子分析天平分别称取Bi2O3(1.9632g)， Al2O3(0.0340g)，MnO2(0.0031g)。将称取好的原料放入玛瑙研钵中，充分研磨混合20min后，放入直径15mm的不锈钢模具中，通过压片机，在10MPa 的压力下保压1min。将压制好的块体放入马弗炉中，以5℃/min的升温速率将马弗炉升高到750℃，在750℃的温度下保温6h，保温结束后，以5℃/min的降温速率降到室温，最后取出样品研磨后得到稳定的草绿色无机颜料。
[0025] 实施例2：以Mn2O3为Mn源制备2g的Bi24Al1.3Mn0.7O39无机颜料
[0026] 根据Bi24Al1.3Mn0.7O39的化学式，按照一定的化学计量比称取Bi2O3，Al2O3， Mn2O3，质量允许误差为±0.0005g。用电子分析天平分别称取Bi2O3(1.9574g)， Al2O3(0.0232g)，Mn2O3(0.0193g)。将称取好的原料放入玛瑙研钵中，充分研磨混合20min后，放入直径15mm的不锈钢模具中，通过压片机，在20MPa 的压力下保压1min。将压制好的块体放入马弗炉中，以5℃/min的升温速率将马弗炉升高到750℃，在750℃的温度下保温4h，保温结束后，以5℃/min的降温速率降到室温，最后取出样品研磨后得到稳定的草绿色无机颜料。
