镨铁共掺磷酸钇近红外反射黄色颜料的节能应用研究

本文系统研究了通过共沉淀法合成的MxY(1-x)VyP(1-y)O4系列近红外反射颜料。该颜料通过Fe3+/Pr3+与V5+的协同掺杂，在保持鲜艳黄色（b*值达28.68）的同时显著提升近红外反射性能，为缓解城市热岛效应、降低建筑制冷能耗提供了新型功能材料解决方案。

　　

亮点

X射线衍射研究

所有在700°C煅烧的合成化合物均通过X射线衍射（XRD）确认了晶体结构和物相形成。观测到的2θ角衍射峰与标准晶体结构（JCPDS编号74-2429）高度吻合，空间群为I4₁/amd。磷酸钇（YPO₄）的主要衍射峰出现在26.04°、19.73°、35.2°和36.90°。

傅里叶变换红外光谱分析

通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）确认了PO₄^3-基团的伸缩和弯曲振动峰。在钒掺杂样品中额外观测到V-O的特征伸缩振动峰，这为钒的成功掺杂提供了关键证据。

热重/差热分析

热重分析（TGA）和差热分析（DTA）结果表明，所合成化合物具有优异的热稳定性。铁和钒共掺杂的化合物表现出更高的化学稳定性，这为其在高温环境下的应用奠定了基础。

扫描电子显微镜与元素分析

扫描电子显微镜（SEM）显示化合物呈现团聚形态。通过能量色散X射线光谱（EDAX）进行元素分析，确认了所有所需元素的存在。X射线光电子能谱（XPS）进一步揭示了化合物中各元素的氧化态。

颜色参数与近红外反射性能

使用CIE Lab坐标体系对所有化合物进行颜色参数测定。当铁和钒共掺杂浓度达到x=y=0.5时，样品展现出优异的黄色调（b值达28.68）和高近红外反射率。这种协同效应使得该材料在建筑屋顶涂层领域具有显著节能潜力。

结论

通过共沉淀法成功制备了M_xY_(1-x)V_yP_(1-y)O₄系列化合物。在钒和镨高浓度共掺杂时（x=y=0.5），观察到PrPO₄第二相的生成。FT-IR证实了PO₄^3-和V-O的振动模式。掺杂钒、铁和镨显著提升了b*值，使该系列材料成为兼具美学价值和节能功效的理想候选颜料。