用硫酸氧钛制备纳米二氧化钛的研究进展

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。