丹东市化学试剂厂

新闻分类

产品分类

联系我们

丹东市化学试剂厂

马经理:13941510236

销售电话:张经理 13804158091

技术咨询电话:孟工13704159155

电话:0415-6155014

传真:0415-6152278

邮箱:[email protected]

地址:丹东市振兴区浪头镇中和村393号

用硫酸氧钛制备纳米二氧化钛的研究进展 (一)

您的当前位置: 首 页 >> 新闻中心 >> 行业新闻

用硫酸氧钛制备纳米二氧化钛的研究进展 (一)

发布日期:2017-11-07 00:00 来源:http://www.ddhxsj.com 点击:

1 沉淀法
1.1 直接沉淀法
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。其主要反应为:
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。
以工业硫酸氧钛为原料,在添加特殊分散剂并进行冷水浴的情况下,用直接沉淀法制备出了纳米TiO2 粉体。实验研究了硫酸氧钛溶液的浓度、分散剂的添加量以及煅烧温度对产物的影响。实验结果表明:硫酸氧钛的浓度为0.14mol/L时可得到粒径约为40nm 的前驱体[TiO (OH)2]粉体;分散剂的最佳加入量是TiOSO4的2%(质量分数);TiO2向金红石相转变的温度是850℃。
1.2 均匀沉淀法
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。以TiOSO4为原料,尿素为沉淀剂制备纳米TiO2的反应原理为:
MasanoriHirano,等以TiOSO4和Zr(SO4)2为原料用均匀沉淀法制备纳米二氧化钛,TiOSO4和Zr(SO4)2同时水解得到掺杂氧化锆的纳米级锐钛型二氧化钛。
以硫酸法钛白生产的中间产品硫酸氧钛(TiOSO4)为原料,以尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备纳米TiO2,寻找出最佳的工艺条件:反应温度为120℃,反应时间为2h,反应物n(TiOSO4)∶n[CO(NH2)2]=1∶2,TiO2 的浓度为1.8mol/L。得到的纳米TiO2粒径为30~80nm,收率达到90%。
用尿素作均匀沉淀剂,可由工业钛液(主要成分TiOSO4)制备出纳米级的二氧化钛。水加入量是影响颗粒粒径的主要因素,加入量愈多,粒径愈大。尿素加入量对一次颗粒粒径的影响相对次之,尿素加入量愈多,粒径愈小。
以工业钛液(主要成分TiOSO4)及尿素为原料,采用均匀沉淀法制备出粒径为26nm的锐钛型纳米TiO2。添加适量的表面活性剂有利于制备粒径小且均匀的球形纳米颗粒。确定最佳反应条件为:Ti4+浓度为1.7mol/L、n(TiO-SO4)∶n(尿素)=1∶6、反应温度95℃、表面活性剂的添加量为0.3%,pH值为2时结束反应,然后微波干燥10min,550℃下煅烧1h。
用工业钛液(主要成分TiOSO4)为基本原料用均匀沉淀法制备纳米TiO2,发现表面活性剂的用量会影响纳米TiO2的粒径和形状,结果表明表面活性剂的最佳添加量有利于合成尺寸更小、形状更好的纳米TiO2,将几种表面活性剂共同使用比单独使用一种表面活性剂合成TiO2效果更为有效。
以TiOSO4为原料,以NH3·H2O为沉淀剂, 以十二烷基苯磺酸钠(DBS)为表面活性剂,采用常温水解沉淀法制备出纳米TiO2。将TiOSO4溶于去离子水形成透明溶液,滴入NH3·H2O调节溶液的pH值,当pH>2时,即开始产生白色沉淀。经抽滤分离出白色沉淀后,用去离子水反复洗涤沉淀物,直至母液中用质量分数为5%的BaCl2溶液检测不到SO2- 4 为止。然后将洗净的沉淀物用稀HNO3溶解,形成硝酸氧钛溶液。向滤液中加入一定量的DBS并使其充分分散, 再用氨水中和,将得到的滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤后,用异丙醇分散得到稳定的胶体,将胶体置于25℃下真空干燥,再将得到的粉体分别在各种温度下煅烧,得到不同晶型的纳米TiO2。
均匀沉淀法克服了直接沉淀法的不足之处,其沉淀剂均匀分布于整个溶液中,且沉淀过程很慢,沉淀的晶形也是慢慢成长起来的,沉淀颗粒均匀紧密,含杂质少,容易沉淀和洗涤, 而且后处理方便,不需粉碎过筛工序,制得的产品质量好,是纳米TiO2工业化生产较具发展前景的生产方法。其缺点是工艺流程长,自动化程度较低,各个工艺的工艺参数必须严格控制,否则难以得到分散性好的纳米TiO2产品。
1.3 共沉淀法
共沉淀法是在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂,使之完全沉淀的方法,在沉淀物中既有目标物也有用来控制粒径与改善团聚的过程产物。林元华等用Na2CO3作沉淀剂与TiOSO4反应共沉淀出Ti(OH)4,最后得到纳米TiO2。再将精制的一定浓度的ZnSO4溶液,加入到TiO(OH)2+Na2CO3的体系中,由于溶液中已存在正钛酸粒子,ZnSO4与Na2CO3的反应将在正钛酸粒子的表面进行,即在正钛酸粒子的表面形成ZnCO3沉淀,而极少单独在溶液中形成一个ZnCO3晶核,从而形成一个较大的包覆体,即制得ZnCO3/TiO(OH)2包覆体,使得沉淀、过滤、洗涤极为容易。将ZnCO3/TiO(OH)2沉淀包覆体进行预焙烧,使其转化为ZnO/H2TiO3复合粉体,避免了溶锌时钛的流失。ZnO与H2TiO3粉体反应生成的微量ZnTiO3可促进TiO2粒子由锐钛型向金红石型转化,有利于实现低温处理,从而有效抑制TiO2粒子的长大,不会产生硬团聚现象,为最终制备金红石型纳米TiO2粒子提供了保证。
1.4 膜分散沉淀技术
膜分散技术是近年来随着膜技术的发展而迅速发展起来的一种新型的分散技术,该技术以微孔膜或微滤膜为介质,在压力差的作用下实现传质分离。ChenGuiguang,等以硫酸氧钛和碳酸氢铵为原料,用膜分散沉淀技术制备出锐钛型纳米二氧化钛,用X衍射和透射电镜测得二氧化钛粒径分布均匀,平均粒径在10~20nm 之间。

硫酸氧钛

相关标签:硫酸氧钛

上一篇:高纯硼酸
下一篇:​精致氟硅介绍

最近浏览:

在线客服
分享
欢迎给我们留言
请在此输入留言内容,我们会尽快与您联系。
姓名
联系人
电话
座机/手机号码