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Synthetische und kristallchemische Untersuchungen zur Exploration neuer Farbpigmente

Kaufmann, Kerstin - Universität des Saarlandes (2010)

Gegenstand dieser Arbeit war die Untersuchung von Verbindungen unterschiedlicher Substanzklassen und deren mögliche Anwendung als Pigment, um toxikologisch bedenkliche Farbmittel zu ersetzen. Die meisten der betrachteten Stoffe waren bereits aus der Literatur bekannt, die farblichen Eigenschaften jedoch nicht näher erforscht.

Ziel war eine saubere, präparativ leicht zugängliche Synthese der Verbindungen mittels Festkörperreaktion und deren farbmetrische Analyse. Die Proben wurden mit Hilfe von Röntgenbeugung und Reflexionspektroskopie untersucht. Anhand der bestimmten Farbparametern des CIELab-Systems konnte ein erster Eindruck der optischen Eigenschaften der Produkte gewonnen werden.

Bei dem ersten Themengebiet handelte es sich um Sn-haltige oxidische Pigmente, die eine Vielzahl auch strukturell unterschiedlicher Substanzen umfassten und deren Produkte im orange-roten Farbbereich zu finden waren. Untersucht wurden die Verbindungen M_2-xBi_xSn₂O₇ (M=Y, La), Sn₂TiWO₇, Sn_2-xM_xTiNbO_6-xF_1+x (M=Na, K) und xZnO*ySnO*zTiO₂ von denen vor allem die letzten beiden gute Farbwerte lieferten.

Des Weiteren wurden Versuche zur Stabilisierung von Bi₂O₃-Modifikationen bei Raumtemperatur durch Dotierung durchgeführt. Als substituierende Elemente kamen dabei Y³⁺, Ce⁴⁺, Zr⁴⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺, V⁵⁺, W⁶⁺ und Mo⁶⁺ zum Einsatz. Speziell die durch Umsetzung mit Cer, Zirkonium und Niob erhaltenen gelb-orangen Produkte der β-Modifikation lieferten farblich interessante Ergebnisse.

Zuletzt wurden Dotierungseffekte in dem Mn(V) enthaltenden Grünpigment Ba₃Mn₂O₈ betrachtet. Hierbei wurde versuchsweise sowohl die Ba-Position mit Sr als auch die Mn-Position mit P substituiert. Koloristisch zeigte jedoch die unsubstituierte Verbindung die besten Eigenschaften.

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