Estudio de la capacidad fotocatalítica y refrigerante de una nueva paleta de pigmentos

Abstract

Se han preparado por el método cerámico composiciones optimizadas de una cuatricromía CMYK más un pigmento verde, basados en el dopado de cobalto en celsiana (Ba0,9Co0,1)Al2Si2O8 (cian), de cromo en armalcolita (MgFe)(Cr0,2Ti2,8Fe)O10 (magenta), de níquel en geikielita (Mg0,5Ni0,5)TiO3 (amarillo), la perovskita CrNdO3 (verde) y la misma perovskita mineralizada con fluoruros alcalinotérreos (BaF2 y MgF2) (negro). Los pigmentos en polvo y los vidriados obtenidos con una frita convencional de bicocción (1.050 °C) se han caracterizado respecto de su rendimiento colorimétrico mediante el modelo CIEL*a*b*; su capacidad refrigerante (como cool pigment), mediante la medida del índice de reflexión solar SRI, y su capacidad fotocatalítica, mediante el test de degradación de Naranja II. Los resultados obtenidos se comparan con los obtenidos con pigmentos comerciales de la familia CMY del circón tomados como referencia. Los resultados indican una coloración intensa de los polvos y de las plaquetas vidriadas con valores L* inferiores a los pigmentos homólogos del circón, en cambio el chroma obtenido con los pigmentos del circón es superior (b* negativo para el cian, a* positivo para el magenta o b* positivo para el amarillo). Respecto a su capacidad refrigerante, los resultados indican valores SRI altos y superiores en el caso de la celsiana al del vanadio-circón, el verde supera ligeramente a la eskolaita Cr2O3, que se ha tomado como referencia, y en el caso de la perovskita negra sus valores SRI muy bajos (SRI = 0 en el caso del polvo) y asociados a altos valores de emisividad en el infrarrojo medio la hacen interesante como pigmento para sustratos absorbentes en colectores solares. La capacidad fotocatalítica sobre Naranja II indica valores de periodo de semivida en torno a 55-70 min, inferiores a los medidos en los circones de referencia (110-190 min).

Optimized compositions of a four-color CMYK plus a green pigment have been prepared by the ceramic method: cobalt doping in Celsian (Ba0,9Co0,1)Al2Si2O8 (cyan), chromium in armalcolite (MgFe)(Cr0,2Ti2,8Fe)O10 (magenta), nickel in geikielite (Mg0,5Ni0,5)TiO3 (yellow), the perovskite CrNdO3 (green) and the same perovskite mineralized with alkaline earth fluorides (BaF2 and MgF2) (black). Both pigment powder and glazed sample in a conventional double firing frit (1050 °C) have been characterized with respect to its colorimetric performance by the model CIEL*a*b*, its cooling capacity (as cool pigments) by the measurement of the solar reflection index SRI and its photocatalytic capacity by means of the Orange II degradation test. The obtained results are compared with those obtained with commercial pigments of the CMY family of the zircon. The results indicate that the coloration of the powders and the enamelled samples is more intense, with L* values lower than the zircon homologous pigments, whereas the obtained chroma with the pigments of the zircon is better (b* negative for cyan, a* positive for magenta and b* positive for yellow). Regarding its cooling capacity, the results indicate high SRI values for all samples. In the case of Celsian SRI is higher than for vanadium-zircon, the green of perovskite slightly exceeds the eskolaite Cr2O3 value that is taken as reference. In the case of the black perovskite, very low SRI values are measured (SRI = 0 in the case of powder) and associated with high middle-infrared emissivity values, making it interesting as a pigment for absorbent substrates in solar collectors. The photocatalytic capacity over Orange II indicates half-life values around 55-70 minutes, lower than those measured in zircons (110-190 minutes).