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用硫酸氧钛制备纳米二氧化钛的研究进展

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用硫酸氧钛制备纳米二氧化钛的研究进展

发布日期:2016-12-02 13:37 来源:http://www.ddhxsj.com 点击:

        硫酸氧钛采用廉价、工艺简单的制备方法获得高性能的纳米Ti2, 是现今工业化生产纳米TiO2所追求的主要目标。目前制备纳米TiO2最常用的原料是钛醇盐[Ti(OR)4,R 为—C2H5、—C3H7、—C4H9等烷基]、四氯化钛(TiCl4)和硫酸氧钛(TiOSO4),工业生产中应用较多的是四氯化钛和硫酸氧钛。但与Ti(OR)4和TiCl4相比,TiOSO4价格低廉,原料易得,以其作为制备纳米二氧化钛的基本原料,具有良好的工业化应用前景。本文着重介绍了以TiOSO4为原料用沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、机械化学法等制备纳米TiO2的原理与工艺,并对其作出评价。

        直接沉淀法也称水解法或中和法,直接以TiOSO4为原料, 把TiOSO4配制成一定浓度的溶液后,加沉淀剂氨水进行中和水解,形成的TiO2水合物经解聚、洗涤、干燥处理后,根据不同的反应条件可得到不同晶型的纳米TiO2产品。

        TiOSO4水解释放出大量的H+,以氨水为沉淀剂所得的TiO2粉体分散效果较好。分析其原因,氨水属于弱碱,反应的过程中存在如下电离平衡:NH3·H2O→NH+ 4 + OH-。TiOSO4水解释放出大量的H+,可通过加入的氨水来中和,使得反应向正方向进行。而在添加氨水时,由于NH+ 4 的缓冲作用,溶液的pH值缓慢升高,这样既能中和反应产生的H+,使反应向有利于形成TiO2晶核的方向移动,又可避免pH值迅速改变造成的快速沉淀而导致沉淀成分不均匀的问题。

       采用直接沉淀法制备纳米TiO2,工艺简单,对设备、技术要求不高,所得产物热稳定性好,粒度均匀,分散性好,易于工业化生产。但直接沉淀法的不足之处是易造成沉淀剂的局部浓度过高,促使大量细小沉淀迅速形成,由于颗粒形成快,晶体往往不完整,表面积大,难以成长和沉淀,需要洗涤的次数多,耗水量大,干燥时间长,易于结块。

        硫酸氧钛均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子缓慢、均匀地释放出来,达到均匀沉淀的目的。只要控制好构晶离子的生成速度就可避免浓度不均匀现象,使过饱和度控制在适当的范围内,从而控制粒子的生长速度,获得粒度均匀、致密、便于洗涤、纯度高的纳米TiO2。


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