CA2574027C - Oxyde de titane a structure rutile - Google Patents
Oxyde de titane a structure rutile Download PDFInfo
- Publication number
- CA2574027C CA2574027C CA2574027A CA2574027A CA2574027C CA 2574027 C CA2574027 C CA 2574027C CA 2574027 A CA2574027 A CA 2574027A CA 2574027 A CA2574027 A CA 2574027A CA 2574027 C CA2574027 C CA 2574027C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- titanium oxide
- rutile
- aqueous solution
- solution
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 229910010062 TiCl3 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K titanium(iii) chloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)Cl YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 claims description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910017920 NH3OH Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 claims 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005348 self-cleaning glass Substances 0.000 claims 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 229910010061 TiC13 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008046 SnC14 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003253 isopropoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(O*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- MINVSWONZWKMDC-UHFFFAOYSA-L mercuriooxysulfonyloxymercury Chemical compound [Hg+].[Hg+].[O-]S([O-])(=O)=O MINVSWONZWKMDC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
- C01G23/0536—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts by hydrolysing chloride-containing salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
- C03C17/23—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
- C03C17/23—Oxides
- C03C17/25—Oxides by deposition from the liquid phase
- C03C17/256—Coating containing TiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/76—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by a space-group or by other symmetry indications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/77—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by unit-cell parameters, atom positions or structure diagrams
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
- C03C2217/21—Oxides
- C03C2217/212—TiO2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
- C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
- C03C2217/44—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the composition of the continuous phase
- C03C2217/45—Inorganic continuous phases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
- C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
- C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
- C03C2217/48—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase having a specific function
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/71—Photocatalytic coatings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/70—Nanostructure
- Y10S977/811—Of specified metal oxide composition, e.g. conducting or semiconducting compositions such as ITO, ZnOx
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
L'invention concerne une nouvelle forme d'oxyde de titane. L'oxyde de titane est caractérisé en ce qu'il présente la structure cristallographique du rutile avec un réseau orthorhombique et un groupe d'espace Pnmm, il a une morphologie en plaquettes qui sont de forme rectangulaire avec une longueur entre 3 et 10 nm, une largeur entre 3 et 10 nm, et une épaisseur inférieure a 1 nm, il a une surface spécifique, déterminée par adsorption-désorption d'azote, de 100 à 200 m2/g. Applications : vitrage auto-nettoyant, cellule photovoltaïque.
Description
2 1 PCT/FR2005/001795 Oxyde de titane à structure rutile La présente invention concerne une nouvelle forme d'oxyde de titane, et un procédé pour sa préparation.
L'oxyde de titane est un composé largement utilisé dans divers domaines de l'industrie. Les utilisations sont variées, et elles dépendent notamment de sa structure cristallographique et sa morphologie.
Divers procédés de préparation sont connus dans l'art antérieur. La préparation par voie hydrothermale a été
largement explorée, mais son inconvénient principal réside dans les températures et les pressions relativement élevées requises. En effet, le rutile est la phase thermodyna-miquement stable et sa formation nécessite des conditions dures, c'est-à-dire des milieux acides, des températures élevées et/ou des temps de vieillissement longs. Ces synthèses hydrothermales consistent à chauffer entre 140 C
et 1200 C un précurseur tel que TiCl4 (H. Yin, Y. Wada, T.
Kitamura, S. Kambe, S. Murasawa, H. Mori, T. Sakata, J.
Mater. Chem., 2001, 11, 1694) ou Ti(OiPr)4 en milieu aqueux (C. C. Wang, J. Y. Ying, Chem. Mater., 1999, 11, 3113) ou organique (alcoolique) (S.T. Aruna, S. Tirosh, A. Zaban, J.
Mater. Chem., 2000, 10, 2388), en présence d'autres réactifs (acides, complexants, sels...) . Les particules obtenues sont généralement allongées, et leur taille est de l'ordre de 100 nm. L'ajout d'agents minéraliseurs (par exemple NaCl, NH4C1 ou SnC14) a pour effet de diminuer la taille des particules de rutile (H. Cheng, J. Ma, Z. Zhao, L. Qi, Chem.
Mater., 1995, 7, 663).
Des oxydes de titane ont également été préparés par hydrolyse d'un composé de Ti(IV) en milieu aqueux à des températures inférieures à 100 C, mais les composés obtenus sont anisotropes (S. Yin, H. Hasegawa, T. Sato, Chem. Lett., 2002, 564).
Ti02 peut en outre être obtenu par des synthèses électrochimiques, mais les conditions de synthèse sont contraignantes et la morphologie du composé obtenu est difficile à contrôler.
L'hydrolyse de divers précurseurs a également été uti-lisée pour la préparation de Ti02. Par exemple, Ti02 est obtenu sous forme de brookite, à partir d'une solution aqueuse de TiC13 à pH inférieur à 5 (B. Othani, et al., Chem. Phys. Lett., 1985, 120(3), 292). Ti02 est obtenu sous forme d'un mélange de rutile, de brookite, de Ti6011 et de Ti7013 par hydrolyse d'une solution aqueuse de TiCl3 qui contient de l'urée, le pH de la solution étant ainsi ramené
vers les pH basiques à mesure que l'urée se décompose (A. Ookubo, et al. J. Mater. Sci., 1989, 24, 3599) . La pré-paration de Ti02 sous forme rutile par oxydation directe de TiCl3 à température ambiante est décrite par F. Pedraza, et al. (Phys. Chem. Solids, 1999, 60(4), 445). Le procédé con-siste soit à laisser TiC13 dans l'eau pendant une certaine durée (60 heures par exemple) pour obtenir l'hydrolyse de TiC13 en Ti02r soit à chauffer la solution aqueuse de TiCl3 à
80 C, puis à filtrer les particules formées et à les sécher à 120 C ou plus. Selon J. Sun, et al. (Huaxue Xuebo, 2002, 60(8), 1524), une nanopoudre de rutile est obtenue par hydrolyse directe de solutions de TiCl3 dans des conditions douces, en présence de (CH3)4NOH agissant comme précipitant.
Les particules de rutile sont sous forme d'aiguilles. Selon M. Koelsch, et al, (Thin Solid Films, 451-542 (2004) 86-92), les trois polymorphes de TiOZ peuvent être synthétisés par thermolyse de TiCl4 ou TiC13 en milieu aqueux et le contrôle des conditions de précipitation (acidité, nature des anions, force ionique, concentration en titane, etc.) permet de con-trôler la structure cristalline, la taille et la morphologie des particules. On peut obtenir ainsi la nanoanatase sphé-roïdale, des plaquettes de brookite pure ayant une dimension nanométrique et du rutile de différentes formes. Les cas particuliers illustrés aboutissent à la formation de parti-cules d'anatase sphérique, du rutile à morphologie bâtonnet ou aiguille de différentes tailles, et des plaquettes de brookite pure. L'hydrolyse de TiC14 dans l'eau à une tempé-rature entre 20 et 95 C et une durée de vieillisement supé-rieure à 2 jours permet d'obtenir du rutile (Li, Y. Fan, Y.
Chen, J. Mater. Chem., 2002, 12, 1387). L'hydrolyse de
L'oxyde de titane est un composé largement utilisé dans divers domaines de l'industrie. Les utilisations sont variées, et elles dépendent notamment de sa structure cristallographique et sa morphologie.
Divers procédés de préparation sont connus dans l'art antérieur. La préparation par voie hydrothermale a été
largement explorée, mais son inconvénient principal réside dans les températures et les pressions relativement élevées requises. En effet, le rutile est la phase thermodyna-miquement stable et sa formation nécessite des conditions dures, c'est-à-dire des milieux acides, des températures élevées et/ou des temps de vieillissement longs. Ces synthèses hydrothermales consistent à chauffer entre 140 C
et 1200 C un précurseur tel que TiCl4 (H. Yin, Y. Wada, T.
Kitamura, S. Kambe, S. Murasawa, H. Mori, T. Sakata, J.
Mater. Chem., 2001, 11, 1694) ou Ti(OiPr)4 en milieu aqueux (C. C. Wang, J. Y. Ying, Chem. Mater., 1999, 11, 3113) ou organique (alcoolique) (S.T. Aruna, S. Tirosh, A. Zaban, J.
Mater. Chem., 2000, 10, 2388), en présence d'autres réactifs (acides, complexants, sels...) . Les particules obtenues sont généralement allongées, et leur taille est de l'ordre de 100 nm. L'ajout d'agents minéraliseurs (par exemple NaCl, NH4C1 ou SnC14) a pour effet de diminuer la taille des particules de rutile (H. Cheng, J. Ma, Z. Zhao, L. Qi, Chem.
Mater., 1995, 7, 663).
Des oxydes de titane ont également été préparés par hydrolyse d'un composé de Ti(IV) en milieu aqueux à des températures inférieures à 100 C, mais les composés obtenus sont anisotropes (S. Yin, H. Hasegawa, T. Sato, Chem. Lett., 2002, 564).
Ti02 peut en outre être obtenu par des synthèses électrochimiques, mais les conditions de synthèse sont contraignantes et la morphologie du composé obtenu est difficile à contrôler.
L'hydrolyse de divers précurseurs a également été uti-lisée pour la préparation de Ti02. Par exemple, Ti02 est obtenu sous forme de brookite, à partir d'une solution aqueuse de TiC13 à pH inférieur à 5 (B. Othani, et al., Chem. Phys. Lett., 1985, 120(3), 292). Ti02 est obtenu sous forme d'un mélange de rutile, de brookite, de Ti6011 et de Ti7013 par hydrolyse d'une solution aqueuse de TiCl3 qui contient de l'urée, le pH de la solution étant ainsi ramené
vers les pH basiques à mesure que l'urée se décompose (A. Ookubo, et al. J. Mater. Sci., 1989, 24, 3599) . La pré-paration de Ti02 sous forme rutile par oxydation directe de TiCl3 à température ambiante est décrite par F. Pedraza, et al. (Phys. Chem. Solids, 1999, 60(4), 445). Le procédé con-siste soit à laisser TiC13 dans l'eau pendant une certaine durée (60 heures par exemple) pour obtenir l'hydrolyse de TiC13 en Ti02r soit à chauffer la solution aqueuse de TiCl3 à
80 C, puis à filtrer les particules formées et à les sécher à 120 C ou plus. Selon J. Sun, et al. (Huaxue Xuebo, 2002, 60(8), 1524), une nanopoudre de rutile est obtenue par hydrolyse directe de solutions de TiCl3 dans des conditions douces, en présence de (CH3)4NOH agissant comme précipitant.
Les particules de rutile sont sous forme d'aiguilles. Selon M. Koelsch, et al, (Thin Solid Films, 451-542 (2004) 86-92), les trois polymorphes de TiOZ peuvent être synthétisés par thermolyse de TiCl4 ou TiC13 en milieu aqueux et le contrôle des conditions de précipitation (acidité, nature des anions, force ionique, concentration en titane, etc.) permet de con-trôler la structure cristalline, la taille et la morphologie des particules. On peut obtenir ainsi la nanoanatase sphé-roïdale, des plaquettes de brookite pure ayant une dimension nanométrique et du rutile de différentes formes. Les cas particuliers illustrés aboutissent à la formation de parti-cules d'anatase sphérique, du rutile à morphologie bâtonnet ou aiguille de différentes tailles, et des plaquettes de brookite pure. L'hydrolyse de TiC14 dans l'eau à une tempé-rature entre 20 et 95 C et une durée de vieillisement supé-rieure à 2 jours permet d'obtenir du rutile (Li, Y. Fan, Y.
Chen, J. Mater. Chem., 2002, 12, 1387). L'hydrolyse de
3 PCT/FR2005/001795 Ti(iPr)4 dans une solution aqueuse acidifiée par HC1 à une température entre 25 et 200 C permet d'obtenir des baguettes de rutile (S. Yin, H. Hasegawa, T. Sato, Chem. Lett., 2002, 564). L'hydrolyse de TiOC12 dans HCl ou dans l'eau contenant NH4OH à une température de 60 C donne du rutile (D. S. Seo, J. K.'1ee, H. Kim, J. Cryst. Growth, 2001, 223, 298).
Il apparaît ainsi que, pour un type de procédé donné, les conditions particulières de mise en ceuvre ont un effet important sur la structure cristallographique et la morphologie de l'oxyde de titane obtenu.
Les inventeurs ont maintenant trouvé que, dans des conditions de mise en oruvre très spécifiques, un procédé
d'hydrolyse de TiC13 permettait d'obtenir une nouvelle forme d'oxyde de titane. C'est pourquoi la présente invention a pour objet un oxyde de titane et un procédé pour sa préparation.
L'oxyde de titane selon la présente invention présente les caractéristiques suivantes :
= il présente la structure cristallographique du rutile avec un réseau orthorhombique et un groupe d'espace Pnmm, = il a une morphologie en plaquettes qui sont de forme rectangulaire avec une longueur entre 3 et 10 nm, une largeur entre 3 et 10 nm, et une épaisseur inférieure à
1 nm, = il a une surface spécifique, déterminée par adsorption-désorption d'azote, de 100 à 300 m2/g.
L'oxyde de titane selon l'invention peut être obtenu par un procédé consistant à préparer une solution aqueuse de TiC13 ayant une concentration en TiCl3, par exemple de 0,15 mol/L, dont le pH est de 3,5, à porter le milieu réactionnel à une température 60 C 3 C, à laisser mûrir pendant 24 heures, puis à séparer par centrifugation le précipité obtenu.
La solution aqueuse initiale de TiC13 peut être portée au pH souhaité par addition d'une quantité appropriée d'une base, par exemple un hydroxyde de métal alcalin (en particulier NaOH et KOH), NH4OH ou NH3.
Il apparaît ainsi que, pour un type de procédé donné, les conditions particulières de mise en ceuvre ont un effet important sur la structure cristallographique et la morphologie de l'oxyde de titane obtenu.
Les inventeurs ont maintenant trouvé que, dans des conditions de mise en oruvre très spécifiques, un procédé
d'hydrolyse de TiC13 permettait d'obtenir une nouvelle forme d'oxyde de titane. C'est pourquoi la présente invention a pour objet un oxyde de titane et un procédé pour sa préparation.
L'oxyde de titane selon la présente invention présente les caractéristiques suivantes :
= il présente la structure cristallographique du rutile avec un réseau orthorhombique et un groupe d'espace Pnmm, = il a une morphologie en plaquettes qui sont de forme rectangulaire avec une longueur entre 3 et 10 nm, une largeur entre 3 et 10 nm, et une épaisseur inférieure à
1 nm, = il a une surface spécifique, déterminée par adsorption-désorption d'azote, de 100 à 300 m2/g.
L'oxyde de titane selon l'invention peut être obtenu par un procédé consistant à préparer une solution aqueuse de TiC13 ayant une concentration en TiCl3, par exemple de 0,15 mol/L, dont le pH est de 3,5, à porter le milieu réactionnel à une température 60 C 3 C, à laisser mûrir pendant 24 heures, puis à séparer par centrifugation le précipité obtenu.
La solution aqueuse initiale de TiC13 peut être portée au pH souhaité par addition d'une quantité appropriée d'une base, par exemple un hydroxyde de métal alcalin (en particulier NaOH et KOH), NH4OH ou NH3.
4 PCT/FR2005/001795 Dans un mode de réalisation particulier, le précipité
obtenu après centrifugation est rincé à l'aide d'une solution aqueuse acide, recentrifugé, rincé à nouveau à
l'aide d'eau distillée, puis séché.
Le 1er rinçage est effectué de préférence à l'aide d'une solution aqueuse d'acide, par exemple une solution de HCI, de HN03r de HC104 ayant une concentration en acide jusqu'à
3 mol/L.
Le séchage final peut être effectué dans une étuve, ou sous un courant d'azote.
La morphologie en plaquette du rutile de l'invention présente un avantage incontestable dans la formation de revêtements pour des substrats variés. Du fait de leur mor-phologie en plaquettes, les particules nanométriques de rutile de l'invention forment des revêtements d'une qualité
meilleure que celle qui est obtenue à partir de particules en forme de sphères ou de bâtonnets. Par exemple, les revê-tements de rutile à morphologie plaquette sont plus trans-parents et plus couvrants. Ainsi, le rutile à morphologie plaquette de la présente invention peut être utilisé dans l'élaboration d'un vitrage autonettoyant. Un tel vitrage est obtenu en déposant, par des techniques connues, un film de rutile à morphologie plaquette sur une plaque de verre. Il peut en outre être utilisé comme revêtement ou comme consti-tuant d'une composition pour l'élaboration d'un filtre anti-UV, notamment pour des crèmes solaires, des vêtements anti-UV, ou comme agent anti-jaunissement.
En outre, la morphologie du rutile en plaquettes de taille nanométrique donne des propriétés photoélectro-chimiques intéressantes. Le rutile selon l'invention peut par conséquent être utilisé pour l'élaboration de film photosensible pour la réalisation de cellules photovoltaï-ques, telles que décrites notamment dans W091.16719. Une telle cellule comprend deux électrodes dont l'une au moins est transparente, et des moyens pour le passage de courant électrique, lesdites électrodes étant séparées par au moins une plaque de verre ou d'un polymère transparent sur laquelle au moins une couche d'oxyde de titane selon
obtenu après centrifugation est rincé à l'aide d'une solution aqueuse acide, recentrifugé, rincé à nouveau à
l'aide d'eau distillée, puis séché.
Le 1er rinçage est effectué de préférence à l'aide d'une solution aqueuse d'acide, par exemple une solution de HCI, de HN03r de HC104 ayant une concentration en acide jusqu'à
3 mol/L.
Le séchage final peut être effectué dans une étuve, ou sous un courant d'azote.
La morphologie en plaquette du rutile de l'invention présente un avantage incontestable dans la formation de revêtements pour des substrats variés. Du fait de leur mor-phologie en plaquettes, les particules nanométriques de rutile de l'invention forment des revêtements d'une qualité
meilleure que celle qui est obtenue à partir de particules en forme de sphères ou de bâtonnets. Par exemple, les revê-tements de rutile à morphologie plaquette sont plus trans-parents et plus couvrants. Ainsi, le rutile à morphologie plaquette de la présente invention peut être utilisé dans l'élaboration d'un vitrage autonettoyant. Un tel vitrage est obtenu en déposant, par des techniques connues, un film de rutile à morphologie plaquette sur une plaque de verre. Il peut en outre être utilisé comme revêtement ou comme consti-tuant d'une composition pour l'élaboration d'un filtre anti-UV, notamment pour des crèmes solaires, des vêtements anti-UV, ou comme agent anti-jaunissement.
En outre, la morphologie du rutile en plaquettes de taille nanométrique donne des propriétés photoélectro-chimiques intéressantes. Le rutile selon l'invention peut par conséquent être utilisé pour l'élaboration de film photosensible pour la réalisation de cellules photovoltaï-ques, telles que décrites notamment dans W091.16719. Une telle cellule comprend deux électrodes dont l'une au moins est transparente, et des moyens pour le passage de courant électrique, lesdites électrodes étant séparées par au moins une plaque de verre ou d'un polymère transparent sur laquelle au moins une couche d'oxyde de titane selon
5 PCT/FR2005/001795 l'invention a été appliquée après imprégnation par un agent photosensibilisant.
Un film photosensible peut être obtenu en élaborant un film d'oxyde de titane à partir d'une solution aqueuse con-centrée, puis en imprégnant ledit film par un agent photo-sensibilisant, choisi par exemple parmi les complexes de Ru, de Os ou d'un métal de transition tel que par exemple Fe.
L'invention est illustrée par les exemples suivants.
Exemple 1 A 4 mL d'une solution commerciale de TiCl3 (15 %) dans HCl, on a ajouté 50 mL d'eau distillée. On a ajusté le pH de la solution à 3,5 à l'aide d'hydroxyde de sodium. La concen-tration en TiC13 de la solution ainsi obtenue est de 0,15 mol/L. Cette solution a ensuite été chauffée à 60 C et maintenue à cette température pendant 24 h. Ensuite, les particules formées ont été séparées par centrifugation, lavées à l'eau distillée, puis remises en solution aqueuse avec addition de 100 mL d'une solution aqueuse de HNO3 à pH
2. Le sol ainsi obtenu est stable.
Une partie des particules obtenues après centrifugation a été séchée sous courant d'azote. La poudre sèche récupérée a été soumise à une analyse par diffraction RX. La figure 1 représente le diagramme de diffraction RX pour le composé
obtenu. Les paramètres cristallographiques sont : a =
4,570 (1) ~, b = 4,674(l) A et c = 2,9390(5) ~. La longueur et la largeur des plaquettes correspondent respectivement aux faces [110] et [0011.
La figure 2, donnée à titre comparatif, représente le diagramme de diffraction RX d'un rutile à morphologie bâton-net de l'art antérieur, qui est caractérisé par un réseau tétragonal, un groupe d'espace P42/mnm, des paramètres cris-tallographiques a = 4,5933 ~, b = 4,5933 F, et c= 2,9592 ~.
La figure 3 représente une micrographie MET du produit obtenu.
Un film photosensible peut être obtenu en élaborant un film d'oxyde de titane à partir d'une solution aqueuse con-centrée, puis en imprégnant ledit film par un agent photo-sensibilisant, choisi par exemple parmi les complexes de Ru, de Os ou d'un métal de transition tel que par exemple Fe.
L'invention est illustrée par les exemples suivants.
Exemple 1 A 4 mL d'une solution commerciale de TiCl3 (15 %) dans HCl, on a ajouté 50 mL d'eau distillée. On a ajusté le pH de la solution à 3,5 à l'aide d'hydroxyde de sodium. La concen-tration en TiC13 de la solution ainsi obtenue est de 0,15 mol/L. Cette solution a ensuite été chauffée à 60 C et maintenue à cette température pendant 24 h. Ensuite, les particules formées ont été séparées par centrifugation, lavées à l'eau distillée, puis remises en solution aqueuse avec addition de 100 mL d'une solution aqueuse de HNO3 à pH
2. Le sol ainsi obtenu est stable.
Une partie des particules obtenues après centrifugation a été séchée sous courant d'azote. La poudre sèche récupérée a été soumise à une analyse par diffraction RX. La figure 1 représente le diagramme de diffraction RX pour le composé
obtenu. Les paramètres cristallographiques sont : a =
4,570 (1) ~, b = 4,674(l) A et c = 2,9390(5) ~. La longueur et la largeur des plaquettes correspondent respectivement aux faces [110] et [0011.
La figure 2, donnée à titre comparatif, représente le diagramme de diffraction RX d'un rutile à morphologie bâton-net de l'art antérieur, qui est caractérisé par un réseau tétragonal, un groupe d'espace P42/mnm, des paramètres cris-tallographiques a = 4,5933 ~, b = 4,5933 F, et c= 2,9592 ~.
La figure 3 représente une micrographie MET du produit obtenu.
6 PCT/FR2005/001795 Exemple 2 Préparation d'un film photosensible de rutile plaquette Sur un substrat de verre rendu conducteur par dépôt d'oxyde d'étain dopé au fluor, on a déposé un échantillon d'une solution de rutile à 1 mol/L, obtenue par con-centration du sol préparé selon l'exemple 1. Le film déposé
a été séché dans un four à 60 C pendant quelques minutes, puis recuit à 450 C pendant 30 min. On a vérifié que le recuit conservait la structure cristalline et la dimension des plaquettes initiales. Le film recuit obtenu est poreux et sa surface est homogène. Son épaisseur est de 1-2 pm.
On a immergé le film dans une solution d'un dérivé bi-pyridyle de ruthénium (commercialisé par la société Solaro-nix sous la dénomination ruthénium 535) dans l'éthanol, et on l'a maintenu dans cette solution dans l'obscurité pendant 24 heures. Le film a pris une coloration rouge foncé.
Le potentiel en circuit ouvert VoC a été mesuré de la manière suivante. Dans une cuve contenant de l'acétonitrile, de l'iodure de potassium (0,1 mol/L) et de l'iode, on a immergé le film sensibilisé, une électrode de référence au sulfate mercureux, et une contre-électrode de platine. On a éclairé le film par une lampe dans le domaine visible, et on a mesuré le Voc entre l'électrode de travail et l'électrode de platine pour différentes concentrations en iode. Le potentiel de l'électrode de platine Ept est proportionnel à
la concentration en iode dans la solution, suivant la relation EP,=E +kT Ln [I'~
2q ~I-]La figure 4 représente le VoC (en mV) en fonction de EPt (en mV). Les figures 5 et 6 sont données à titre comparatif.
Elles représentent l'évolution du VoC obtenus à partir d'un film de rutile à morphologie bâtonnets (fig. 5) et d'un film d'anatase à morphologie sphérique (fig. 6) sensibilisés dans les mêmes conditions que le film de rutile à morphologie plaquette selon l'invention.
Il apparaît que le Voc du rutile à morphologie plaquette est amélioré par rapport au Voc du rutile à morphologie bâtonnet, et qu'il est à peu près équivalent au Voc de l'anatase qui est généralement utilisé pour les films
a été séché dans un four à 60 C pendant quelques minutes, puis recuit à 450 C pendant 30 min. On a vérifié que le recuit conservait la structure cristalline et la dimension des plaquettes initiales. Le film recuit obtenu est poreux et sa surface est homogène. Son épaisseur est de 1-2 pm.
On a immergé le film dans une solution d'un dérivé bi-pyridyle de ruthénium (commercialisé par la société Solaro-nix sous la dénomination ruthénium 535) dans l'éthanol, et on l'a maintenu dans cette solution dans l'obscurité pendant 24 heures. Le film a pris une coloration rouge foncé.
Le potentiel en circuit ouvert VoC a été mesuré de la manière suivante. Dans une cuve contenant de l'acétonitrile, de l'iodure de potassium (0,1 mol/L) et de l'iode, on a immergé le film sensibilisé, une électrode de référence au sulfate mercureux, et une contre-électrode de platine. On a éclairé le film par une lampe dans le domaine visible, et on a mesuré le Voc entre l'électrode de travail et l'électrode de platine pour différentes concentrations en iode. Le potentiel de l'électrode de platine Ept est proportionnel à
la concentration en iode dans la solution, suivant la relation EP,=E +kT Ln [I'~
2q ~I-]La figure 4 représente le VoC (en mV) en fonction de EPt (en mV). Les figures 5 et 6 sont données à titre comparatif.
Elles représentent l'évolution du VoC obtenus à partir d'un film de rutile à morphologie bâtonnets (fig. 5) et d'un film d'anatase à morphologie sphérique (fig. 6) sensibilisés dans les mêmes conditions que le film de rutile à morphologie plaquette selon l'invention.
Il apparaît que le Voc du rutile à morphologie plaquette est amélioré par rapport au Voc du rutile à morphologie bâtonnet, et qu'il est à peu près équivalent au Voc de l'anatase qui est généralement utilisé pour les films
7 PCT/FR2005/001795 photosensibles à base d'oxyde de titane. Cependant, à cause de leurs morphologies respectives, un film de rutile à
morphologie plaquette présente l'avantage d'avoir un pouvoir couvrant supérieur à celui d'un film d'anatase à morphologie sphérique.
morphologie plaquette présente l'avantage d'avoir un pouvoir couvrant supérieur à celui d'un film d'anatase à morphologie sphérique.
Claims (11)
1. Oxyde de titane caractérisé en ce que:
- il présente la structure cristallographique du rutile avec un réseau orthorhombique et un groupe d'espace Pnmm, - il a une morphologie en plaquettes qui sont de forme rectangulaire avec une longueur entre 3 et 10 nm, une largeur entre 3 et 10 nm, et une épaisseur inférieure à 1 nm, - il a une surface spécifique, déterminée par adsorption-désorption d'azote, de 100 à 300 m2/g.
- il présente la structure cristallographique du rutile avec un réseau orthorhombique et un groupe d'espace Pnmm, - il a une morphologie en plaquettes qui sont de forme rectangulaire avec une longueur entre 3 et 10 nm, une largeur entre 3 et 10 nm, et une épaisseur inférieure à 1 nm, - il a une surface spécifique, déterminée par adsorption-désorption d'azote, de 100 à 300 m2/g.
2. Procédé de préparation d'un oxyde de titane selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à:
- préparer une solution aqueuse de TiCl3 ayant une concentration en TiCl3 de 0,15 mol/L dont le pH est de 3.5, - porter la solution aqueuse à une température de 60°C, - maintenir la solution aqueuse à ladite température pendant 24 heures; et - séparer par centrifugation un précipité obtenu.
- préparer une solution aqueuse de TiCl3 ayant une concentration en TiCl3 de 0,15 mol/L dont le pH est de 3.5, - porter la solution aqueuse à une température de 60°C, - maintenir la solution aqueuse à ladite température pendant 24 heures; et - séparer par centrifugation un précipité obtenu.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pH de la solution aqueuse de TiCl3 est ajusté par addition d'une base.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la base est NaOH, KOH, NH3 ou NH3OH.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le précipité obtenu après centrifugation est rincé à l'aide d'une solution aqueuse acide, recentrifugé, rincé à nouveau à l'aide d'eau distillée, puis séché.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la solution acide utilisée pour le rinçage est une solution aqueuse de HCl, de HNO3 ou de HClO4 ayant une concentration en acide jusqu'à 3 molM/L.
7. Procédé selon la revendication 2, comprenant une étape de séchage final effectué dans une étuve, ou sous un courant d'azote.
8. Film photosensible, caractérisé en ce qu'il est constitué par un oxyde de titane selon la revendication 1 et par un composé photosensible.
9. Procédé d'élaboration d'un substrat de verre auto-nettoyant, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer sur ledit substrat, un revêtement d'un oxyde de titane selon la revendication 1.
10. Cellule photovoltaïque comprenant deux électrodes dont l'une au moins est transparente, et des moyens pour le passage de courant électrique, lesdites électrodes étant séparées par au moins une plaque de verre ou d'un polymère transparent sur laquelle au moins un film d'oxyde de titane a été appliqué, caractérisée en ce que l'oxyde de titane est un rutile selon la revendication 1, imprégné par un agent photosensibilisant.
11. Vitrage auto-nettoyant, caractérisé en ce qu'il comporte un revêtement d'un oxyde de titane selon la revendication 1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0407969 | 2004-07-19 | ||
FR0407969A FR2873112B1 (fr) | 2004-07-19 | 2004-07-19 | Oxyde de titane a structure rutile |
PCT/FR2005/001795 WO2006018492A1 (fr) | 2004-07-19 | 2005-07-12 | Oxyde de titane a structure rutile. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CA2574027A1 CA2574027A1 (fr) | 2006-02-23 |
CA2574027C true CA2574027C (fr) | 2013-01-22 |
Family
ID=34947015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CA2574027A Expired - Fee Related CA2574027C (fr) | 2004-07-19 | 2005-07-12 | Oxyde de titane a structure rutile |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7731934B2 (fr) |
EP (1) | EP1778590A1 (fr) |
JP (1) | JP5015773B2 (fr) |
CA (1) | CA2574027C (fr) |
FR (1) | FR2873112B1 (fr) |
WO (1) | WO2006018492A1 (fr) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4635257B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2011-02-23 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 二酸化チタンを製造する方法 |
TWI487668B (zh) | 2009-02-19 | 2015-06-11 | Sakai Chemical Industry Co | 金紅石型氧化鈦粒子之分散體,其製造方法,及其用途 |
US8226911B2 (en) * | 2009-09-10 | 2012-07-24 | The National Titanium Dioxide Co., Ltd. (Cristal) | Methods of producing titanium dioxide nanoparticles |
US20140256540A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-11 | Nitto Denko Corporation | High surface area photocatalyst material and method of manufacture |
JP7505321B2 (ja) | 2020-08-18 | 2024-06-25 | 堺化学工業株式会社 | ルチル型板状酸化チタン及びその製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3018186A (en) * | 1957-03-20 | 1962-01-23 | Monsanto Chemicals | Laminar titanium dioxide |
JPS56155098A (en) * | 1980-04-24 | 1981-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of titanium dioxide |
AU650878B2 (en) * | 1990-04-17 | 1994-07-07 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne | Photovoltaic cells |
JPH1095617A (ja) * | 1996-04-26 | 1998-04-14 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | 板状酸化チタンおよびその製造方法ならびにそれを含有してなる日焼け止め化粧料、樹脂組成物、塗料組成物、吸着剤、イオン交換剤、複合酸化物前駆体 |
JP3959213B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2007-08-15 | 住友化学株式会社 | 酸化チタン、それを用いてなる光触媒体及び光触媒体コーティング剤 |
JP4304847B2 (ja) * | 2000-08-17 | 2009-07-29 | 住友化学株式会社 | ルチル型酸化チタン粉末の製造方法 |
EP1400491A3 (fr) * | 2002-09-18 | 2005-01-19 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Particules fines d'oxide de Titanium et leurs procédé de fabrication, et procédé de fabrication d'un photocatalyseur qui peut être activé en utilisant la lunière visible |
US7232556B2 (en) * | 2003-09-26 | 2007-06-19 | Nanoproducts Corporation | Titanium comprising nanoparticles and related nanotechnology |
US7438948B2 (en) * | 2005-03-21 | 2008-10-21 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Method for coating a substrate with an undercoating and a functional coating |
-
2004
- 2004-07-19 FR FR0407969A patent/FR2873112B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-07-12 US US11/632,778 patent/US7731934B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-12 CA CA2574027A patent/CA2574027C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-12 EP EP05788498A patent/EP1778590A1/fr not_active Withdrawn
- 2005-07-12 JP JP2007521975A patent/JP5015773B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-12 WO PCT/FR2005/001795 patent/WO2006018492A1/fr active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2006018492A1 (fr) | 2006-02-23 |
EP1778590A1 (fr) | 2007-05-02 |
FR2873112A1 (fr) | 2006-01-20 |
JP2008506627A (ja) | 2008-03-06 |
JP5015773B2 (ja) | 2012-08-29 |
CA2574027A1 (fr) | 2006-02-23 |
FR2873112B1 (fr) | 2006-10-27 |
US7731934B2 (en) | 2010-06-08 |
US20070277872A1 (en) | 2007-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shi et al. | Significant enhancement of the photoelectrochemical activity of WO3 nanoflakes by carbon quantum dots decoration | |
Natarajan et al. | Cathodic electrodeposition of nanocrystalline titanium dioxide thin films | |
Mahajan et al. | Self-organized TiO2 nanotubular arrays for photoelectrochemical hydrogen generation: effect of crystallization and defect structures | |
Dukstiene et al. | Morphological, structural and optical properties of MoO2 films electrodeposited on SnO2∣ glass plate | |
Kang et al. | Green synthesis of nanobelt-membrane hybrid structured vanadium oxide with high electrochromic contrast | |
CA2574027C (fr) | Oxyde de titane a structure rutile | |
Shi et al. | Annealing temperature effects on photoelectrochemical performance of bismuth vanadate thin film photoelectrodes | |
Mohammed et al. | Improved stability of ambient air-processed methylammonium lead iodide using carbon nanotubes for perovskite solar cells | |
Yang et al. | Strong photoresponse of nanostructured tungsten trioxide films prepared via a sol–gel route | |
EP3060524B1 (fr) | Compose de type oxyde de tungstene presentant une nouvelle structure cristalline et son procede de preparation | |
Lee et al. | CTAB facilitated spherical rutile TiO2 particles and their advantage in a dye-sensitized solar cell | |
Kamada et al. | Electrodeposition of titanium (IV) oxide film from sacrificial titanium anode in I2-added acetone bath | |
JP5263750B2 (ja) | ナノ針状アナターゼTiO2結晶集積粒子と多孔質アナターゼTiO2結晶膜の作製方法 | |
Patil et al. | Synthesis of photosensitive nanograined TiO2 thin films by SILAR method | |
Matsushita et al. | Incorporation of ZnO/Ag-ZnO nanoparticles into a cotton fiber by the LbL method for Self-Cleaning applications | |
Archela et al. | n-ZnO/p-Cu2O heterojunction electrode: characterization and evaluation of their photoelectrochemical properties | |
Arunananthan et al. | Synthesis and electrochemical studies on Cu-TiO2 thin films deposited by spray pyrolysis technique for sensing Uric acid | |
Endo et al. | Structural and chemical analysis of TiO2 nanotube surface for dye-sensitized solar cells | |
Kim et al. | Characterization of TiO2/Polyelectrolyte thin film fabricated by a layer-by-layer self-assembly method | |
Eftekhari et al. | Effect of Sn doping on structural and optical properties of 2D α-MoO3 nanostructures | |
KR100819870B1 (ko) | 전기화학 증착법에 의한 중간세공 구조를 갖는오산화바나듐 박막의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는박막 | |
EP2480331B1 (fr) | Materiau photocatalytique ultra-poreux, procede de fabrication et utilisations | |
Wang et al. | Decoupled Crystallization and Particle Growth of BiVO4 via Rapid Thermal Process for Enhanced Charge Separation | |
Mane et al. | Unprecedented coloration of rutile titanium dioxide nanocrystalline thin films | |
Matysiak et al. | Manufacturing process and optical properties of zinc oxide thin films as photoanode in DSSC |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EEER | Examination request | ||
MKLA | Lapsed |
Effective date: 20140714 |