CN101006015B - 微粒二氧化钛及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

提供吸附水含量的波动减小的高纯度超微粒二氧化钛，该吸附水含量是微粒粉末体中一个重要的质量波动因素。所述微粒二氧化钛具有的BET比表面积为10～200m2/g，其中当将其量为2～5g的所述二氧化钛粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度以及在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时时，以静置之前质量计的质量变化率是-5质量％至5质量％。制备微粒二氧化钛的方法包括使用氧化气体高温氧化含四氯化钛的气体以产生二氧化钛粉末的第一步，以及在加热炉中转动该粉末的同时将水蒸汽与所述二氧化钛粉末接触由此实现脱氯以及同时增加吸附水的第二步。

Description

微粒二氧化钛及其制备方法和用途
相关申请的交叉引用 
本申请是根据35 U.S.C.§111(a)提交的申请，其依据35 U.S.C.§119(e)(1)要求根据35 U.S.C.§111(b)于2004年8月19日提交的临时申请No.60/602,649的申请日的权益。 
技术领域
本发明涉及微粒二氧化钛(TiO2)及其制备方法。更具体地，本发明涉及以四氯化钛为原料通过气相法得到的微粒二氧化钛，其可确保小质量变化率以及适合于光催化剂、太阳能电池、添加剂和电介质原料，还涉及其制备方法和用途。 
背景技术
迄今为止微粒二氧化钛已经被用于多种应用中，例如UV-遮蔽材料、硅橡胶用添加剂、电介质原料和化妆品材料。近年来，在光催化剂、太阳能电池等方面的应用正引起众多关注。 
就二氧化钛的晶形而言，存在金红石、锐钛矿和板钛矿三种类型，其中，光电化学活性比金红石更优异的锐钛矿或板钛矿二氧化钛被用于光催化剂和太阳能电池领域中。 
二氧化钛的光催化活性被用于抗菌瓷砖、自洁式建材和除臭纤维等的有机物质分解，并认为其机理如下。二氧化钛吸收紫外光并在其内部产生电子和空穴。所述空穴与二氧化钛吸附的水反应以产生羟基自由基，通过该自由基的作用，将吸附到所述二氧化钛颗粒表面上的有机物质分解成二氧化碳或水(Akira Fujishima，Kazuhito Hashimoto和Toshiya Watanabe， Hikari Clean Kakumei(光清洁革命)，CMS(1997))。 
也就是说，光催化活性强的二氧化钛所需的条件是容易产生空穴以及使得空穴容易到达二氧化钛表面。光催化活性高的二氧化钛的实例包括锐钛矿型的那些、具有少量晶体缺陷的那些以及提供具有大比表面积的小颗粒的那些(Kazuhito Hashimoto和Akira Fujishima(编者)， Sannka TitanHikari Shokubai no Subete(二氧化钛光催化剂综述)，CMC(1998))。 
实践中，用粘合剂将二氧化钛固定到基体表面上，当光照射到该层上时，获得催化活性。出于美观的原因要求光催化层的透明性。因此，当将二氧化钛担载于基体上时，二氧化钛的用量和所述粉末的分散性非常重要。 
至于太阳能电池方面的应用，1991年由EPFL-Lausanne的Graetzel等报道了含有二氧化钛与钌基染料组合的染料敏化太阳能电池，以及自从该发现以来，正在对其进行研究(M.Graezel， Nature，353，737(1991))。 
在染料敏化太阳能电池中，二氧化钛起到染料载体以及n-型半导体的作用以及用作与导电玻璃电极连接的染料电极。染料敏化太阳能电池具有电解层夹在染料电极和对电极之间的结构，其中所述染料吸收光以及由此产生电子和空穴。所产生的电子通过二氧化钛层传输至所述导电玻璃电极并从外部取出。另一方面，所产生的空穴通过电解层传输至所述对电极并与通过导电玻璃电极提供的电子结合。改进染料敏化太阳能电池的性能特征的因素之一在于二氧化钛与染料容易结合。就能够容易地与染料结合的二氧化钛的晶形而言，例如，JP-A-10-255863(本文所用的术语“JP-A”指的是“日本未审专利公开(特开)”)描述了锐钛矿型的使用，以及JP-A-2000-340269指出板钛矿型适合于染料敏化太阳能电池。 
为显示二氧化钛的功能，良好的分散性是重要的。例如，当二氧化钛用作光催化剂时，如果分散性差，则遮盖性能增强以及适用的应用范围受限。分散性差的二氧化钛几乎不透光，因此，同样在太阳能电池领域中，能够有助于光吸收的二氧化钛的量有限以及光电转换效率降低。一般而言，认为当粒径约为可见光波长的一半时光散射(遮盖力)变得最大，以及随着粒径变小，光散射减弱(Manabu Kiyono，Sannka-Titan(氧化钛)， 第129页，Gihodo-Shuppan(1991))。 
在许多情况下，用于上述领域的二氧化钛的初级粒径为数纳米到数十纳米，因此，只要分散性良好，对光散射的影响就小。如果所述二氧化钛的分散性差以及产生大粒径的聚集颗粒的话，则光散射增强。因此，具有良好分散性的颗粒可以认为是无聚集的并可以在溶剂中以接近于初级粒子的状态稳定存在的颗粒。 
二氧化钛是作为高性能电介质原料的必不可少的材料。电介质材料，例如BaTiO3通过在加热下的下列反应得到： 
BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2
为了提高BaTiO3的介电性能，必须粉碎BaTiO3颗粒。上述反应是固相反应，据称BaCO3首先在高温下分解以生成BaO，BaO扩散并固溶在TiO2颗粒中并形成BaTiO3。因此，BaTiO3颗粒的尺寸由TiO2颗粒的尺寸控制。TiO2颗粒中包含的氯通过吸附在该颗粒的最表层而存在并与加热过程中产生的BaO反应以生成BaCl2。该BaCl2熔化并且充当熔剂以引起TiO2颗粒或BaTiO3颗粒的聚集。此外，所述熔化的熔剂容易局部化以及许多聚集出现在该局部化部分中，因此其品质与其他部分不同。另外，当所述颗粒聚集时，BaTiO3颗粒晶体生长成不规则的颗粒并因而降低BaTiO3的介电性能。在高性能电介质材料的合成过程中，必须将BaO和TiO2的比例严格控制在1∶1，但是氯的存在会造成偏离该组成比例。 
此外，吸附的水在颗粒表面上的波动会导致比上述杂质更严重的问题。在二氧化钛的使用中，在许多情况下要求非常严格地控制混入的Ti含量。特别地，在将二氧化钛用作电介质原料的情况下，必须将混入的组分控制在甚至ppm级。然而，在工业应用中，原料的严格控制并不容易，因为水是存在于其中处理所述原料的大气中的物质，并且控制所述颗粒表面上化学吸附的水和物理吸附的水的含量是非常困难的。 
所述二氧化钛表面本质上覆盖了化学结合至Ti原子或O原子上的OH基团，并且水分子通过氢键以许多层物理吸附到该OH基团并形成干燥时作为损失部分而测得的水含量(Manabu Kiyono， Sannka-Titan(氧化钛)， 第54页，Gihodo-Shuppan(1991))。 
然而，该水含量容易受季节或天气影响，因为根据环境湿度会反复吸收或释放水分。因此，为了严格控制BaO和TiO2的比例，所述材料必须在合成之前是完全干燥的并且立即称重，考虑到设备和费用这会造成巨大负担。此外，由于所述颗粒较细，每单位质量的表面积，即比表面积较大，因此，吸附的水量较大以及供入的原料量波动较大。结合近来倾向于微粒制剂的趋势，所述供料量的波动以及由此导致的产率减少是无法避免的。 
二氧化钛的制备方法大致分成水解四氯化钛或硫酸氧钛的液相法以及将四氯化钛与氧化气体例如氧气或水蒸汽反应的气相法。根据液相法，可以得到含有锐钛矿作为主相的二氧化钛，但它处于溶胶或浆料状态。在使用该状态的二氧化钛的情况中，其应用受到限制。对于作为粉末使用二氧化钛而言，必须干燥所述溶胶或浆料，但是当干燥时，一般会产生强烈的聚集(Shinnroku Saito(审订者)，Cho-Biryushi Handbook(超微粒手册)，第388页，Fuji-Technosystem Corporation，(1990))。 
在使用该二氧化钛作为光催化剂等的情况下，必须强烈地破碎或研磨所述二氧化钛以提高分散性，但是这会产生问题例如混入归因于所述研磨处理等的磨损材料、以及不均匀的粒度分布。 
另一方面，由于不使用溶剂，来自气相法的二氧化钛与通过液相法得到的相比分散性能优异(Shinnroku Saito(审订者)，Cho-BiryushiHandbook(超微粒手册)，第388页，Fuji-Technosystem Corporation，(1990))。 
已知许多用于通过气相法得到超微粒二氧化钛的方法。例如，公开了通过在火焰中水解四氯化钛而制备二氧化钛的方法，其中通过调节氧气、四氯化钛和氢气的摩尔进行所述反应比以获得具有高金红石含量的二氧化钛(JP-A-03-252315)。另外，公开了通过在高温气相中水解四氯化钛并快速冷却反应产物而制备结晶二氧化钛粉末的方法，其中规定火焰温度和原料气体中的钛浓度以得到平均初级粒径为40～150nm的结晶透明的二氧化钛(JP-A-7-316536)。 
至于通过气相法制备含有锐钛矿作为主相的二氧化钛的万法，例如，公开了其中通过改变所述气相反应中氧气/氢气混合气体中的氢气比例来调节金红石含量比例的制备方法，并描述了金红石含量为9％的二氧化钛，但是所述二氧化钛的粒径是0.5～0.6μm并且比一般称为超微粒粒子的粒径范围更粗糙(JP-A-3-252315)。 
在将二氧化钛用于光催化剂或太阳能电池的情况下，干燥二氧化钛时损失的波动会造成配方变化，并且这会引起品质的波动以及性能和产率的降低。 
此外，所述二氧化钛中的杂质例如Fe、Al、Si和S会引起品质的波动以及性能和产率的降低，因此，优选减少它们的含量。例如，当Fe存在于二氧化钛中时，导致着色并且该二氧化钛不适合于要求透明性的应用。另外，当例如Al和S的组分存在于所述二氧化钛颗粒内部时，会产生晶体缺陷以及可能损害作为光催化剂或太阳能电池的功能。 
就二氧化钛的制备方法而言，当以四氯化钛为原料通过气相法制备二氧化钛时，可以容易地得到超微粒，但是源于所述原料的氯往往残留在二氧化钛中并且需要通过加热、水洗等脱氯。用于该处理的方法例如加热或水洗极大地影响了化学吸附至二氧化钛颗粒表面的水或羟基的量。所述包括残留氯在内的二氧化钛表面性质不仅对吸附的水量而且对在二氧化钛的使用中加热时颗粒彼此烧结或聚集的行为具有重大影响。特别地，当二氧化钛颗粒较微细时，存在于所述表面上的原子比例增加以及所述表面状态的影响变得更大。 
现已完成本发明来解决上述问题，而且本发明的目的在于提供微粒粉末体中重要的质量波动因素—吸附水含量的波动减小的微粒二氧化钛，更优选地高纯度超微粒二氧化钛，及其制备方法。 
发明内容
作为深入研究以解决那些问题的结果，本发明人已经发现当调节所述气相法中的合成条件和高纯度配方条件时，可以使得存在于所述二氧化钛 表面上的羟基量足够大以及进而可以制备在任何环境中几乎不会经历质量波动的超微粒二氧化钛。基于该发现可以达到上述目的。 
也就是说，在本发明的一个优选实施方案中，提供灼烧损失和正常环境中的质量波动稳定的微粒二氧化钛，以及在粒度分布和粗糙颗粒方面具有特定特征的超微粒二氧化钛，它们通过将含四氯化钛的气体与氧化气体(水蒸汽或含有氧气和水蒸汽的混合气体)反应的气相法得到，其中在控制这些气体的加热温度以及所述氧化气体的种类和用量的同时使得所述原料气体反应，然后控制在通过加热进行脱氯处理时的加热温度和水蒸汽的添加量。此外，提供其制备方法。 
本发明包括以下内容。 
BET比表面积为10～200m2/g的微粒二氧化钛，其中当将其量为2～5g的所述二氧化钛粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度以及在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时时，以静置之前质量计的质量变化率是-5质量％至5质量％。 
上述[1]中所述的微粒二氧化钛，其中90％累积质量-粒度分布直径(以下表示为“D90”)是小于等于2.2μm。 
上述[1]或[2]中所述的微粒二氧化钛，其中按照由下式(1)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n是1.7～3.5： 
R＝100exp(-bDn)    (1) 
其中D是粒径，R是以所有颗粒的质量计大于D(粒径)的颗粒的质量百分比，以及n是分布常数。 
微粒二氧化钛，其中假设BET比表面积是α(m2/g)以及当将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率(以下将该减少率称为灼烧损失)是X(质量％)，灼烧损失X处于式(2)所示的范围中： 
2.1×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100≥X≥ 
0.25×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100    (2) 
其中β是将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时后的BET比 表面积(m2/g)。 
微粒二氧化钛，其中假设BET比表面积是α(m2/g)以及当将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率(以下将该减少率称为灼烧损失)是X(质量％)，灼烧损失X处于式(2’)所示的范围中： 
1.3×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100≥X≥ 
0.7×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100    (2’) 
其中β是将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时后的BET比表面积(m2/g)。 
微粒二氧化钛，其中假设BET比表面积是α(m2/g)以及当将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率(以下将该减少率称为灼烧损失)是X(质量％)，灼烧损失X处于式(3)所示的范围中： 
1.5×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100≥X≥ 
0.85×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100    (3) 
其中β是将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时后的BET比表面积(m2/g)。 
微粒二氧化钛，其中假设BET比表面积是α(m2/g)以及当将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率(以下将该减少率称为灼烧损失)是X(质量％)，灼烧损失X处于式(3’)所示的范围中： 
1.15×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100≥X≥ 
0.85×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100    (3’) 
其中β是将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时后的BET比表面积(m2/g)。 
上述[1]～[7]中任一所述的微粒二氧化钛，其中Fe、Al和S含量各自是小于等于10ppm质量。 
上述[1]～[8]中任一所述的微粒二氧化钛，其中所述粉末体中的Cl 含量是小于等于灼烧损失的50质量％。 
制备微粒二氧化钛的方法，其包括使用氧化气体高温氧化含四氯化钛的气体以产生二氧化钛粉末的第一步，以及在加热炉中转动该粉末的同时将水蒸汽与所述二氧化钛粉末接触由此实现脱氯以及同时增加吸附水的第二步。 
上述[10]中所述的制备微粒二氧化钛的方法，其中所述氧化气体是水蒸汽。 
上述[11]中所述的制备微粒二氧化钛的方法，其中接触的水蒸汽的量是以每mol四氯化钛气体计2～30mol。 
上述[10]～[12]中任一所述的制备微粒二氧化钛的方法，其中供至反应管的所述含四氯化钛的气体和所述氧化气体各自在600℃至小于1,100℃的温度下预热。 
上述[10]～[13]中任一所述的制备微粒二氧化钛的方法，其中在第二步中，通过将水蒸汽引入加热炉中以占基于二氧化钛粉末1～60质量％的比例，将所述水蒸汽与所述粉末体逆流接触。 
上述[10]～[14]中任一所述的制备微粒二氧化钛的方法，其中在第二步中，通过将水蒸汽引入加热炉中以占基于二氧化钛粉末1～50质量％的比例，将所述水蒸汽与所述粉末体逆流接触。 
上述[10]～[15]中任一所述的制备微粒二氧化钛的方法，其中在第二步中，在150℃～500℃下加热二氧化钛。 
上述[10]～[16]中任一所述的制备微粒二氧化钛的方法，其中在第二步中，所述粉末在加热炉中的停留时间是0.5小时至小于3小时。 
制备微粒二氧化钛的方法，其包括在将所述粉末包在树脂袋中时喷雾液滴直径为5～500μm的水滴，以及封闭和然后储存该袋子。 
通过上述[10]～[18]中任一所述的方法制成的微粒二氧化钛。 
采用上述[1]～[9]和[19]中任一所述的微粒二氧化钛作为一部分原料的钙钛矿化合物。 
包含上述[1]～[9]和[19]中任一所述的二氧化钛粉末的电介质原 料。 
包含上述[1]～[9]和[19]中任一所述的二氧化钛粉末的浆料。 
包含上述[1]～[9]和[19]中任一所述的二氧化钛粉末的组合物。 
包含上述[1]～[9]和[19]中任一所述的二氧化钛粉末的光催化剂材料。 
包含上述[1]～[9]和[19]中任一所述的二氧化钛粉末的化妆品材料。 
包含上述[1]～[9]和[19]中任一所述的二氧化钛粉末的太阳能电池材料。 
包含上述[1]～[9]和[19]中任一所述的二氧化钛粉末的硅橡胶用添加剂。 
根据本发明的一种优选制备方法，得到质量变化减小的微粒二氧化钛以及在粒度分布和粗糙颗粒方面具有特定特征的超微粒二氧化钛。 
因而，在二氧化钛的工业应用中可以得到省略通过测量灼烧损失等预先精确测定Ti含量的步骤的二氧化钛，以致不仅可以降低生产成本而且能够以良好的精确度控制二氧化钛的混合量。 
尽管其比表面积大，但是如此制成的微粒二氧化钛在供入原料的数量波动方面减少，以使得在作为多种组合物的颜料、UV-遮蔽材料、硅橡胶用添加剂、服装、电介质原料或化妆品材料的原料、光催化剂、太阳能电池等的应用中，发挥出较少地造成品质波动、性能降低和产率减少的显著效果。 
附图简要说明 
图1是显示在实施例和对比实施例中制得的微粒氧化钛的BET比表面积和灼烧损失的图。 
实施发明的最佳方式 
以下详细描述本发明。 
通常，以工业规模使用二氧化钛时，严格控制原料组分的供入量，为此目的，测量灼烧损失、干燥损失等并且基于该测量值，适当地修正供入量。然而，水分的吸附/释放快速进行，从分析至测量供入量的时间间隔内吸附的水量会造成供入量的误差。因此，即使适当地修正供入量时，也很难精确控制Ti成分的供入量。 
作为本发明的一个优选实施方案的超微粒二氧化钛(本发明中使用的二氧化钛包括所有简称为“氧化钛”的那些)的质量变化减小。在普通的二氧化钛中，OH基团化学结合至所述表面上的Ti原子，水分子通过氢键以许多层结合至OH基团上从而形成物理吸附水层。这种物理吸附水的结合被认为更弱，因为该层更远离所述二氧化钛表面，即处于更外侧上。因此，当构成的层数越多时，所述质量更易受环境影响并更加波动。在作为本发明的一个优选实施方案的二氧化钛中，认为允许吸附水分的层的层数少并且所述质量波动小。 
更具体地，作为本发明的一个优选实施方案的二氧化钛的特征在于，当将其量为2～5g的粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度以及在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时时，以静置之前质量计的质量变化率是-5质量％至5质量％，优选-4.5质量％至4.5质量％，更优选-4质量％至4质量％，进一步优选-2.5质量％至2.5质量％。 
在这种微粒二氧化钛粉末中，通过BET法测定的所述粉末体的比表面积是10～200m2/g，优选20～180m2/g，同时，90％累积质量-粒度分布直径D90优选是小于等于2.2μm。这意味着较少存在粗糙颗粒以及该粉末适合于需要微细颗粒的应用。此外，在粒度分布中，按照由下式(1)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n优选是1.7～3.5。分布常数n表示粒度一致性程度以及n的数值越大，认为粒度一致性越好。 
R＝100exp(-bDn)    (1) 
在式(1)中，D是粒径，R是以所有颗粒的质量计大于D的颗粒的质量百分比，n是分布常数，以及b是表示粒度性质的系数。Rosin-Rammler公式在 Ceramic Kogaku Handbook(陶瓷工程手册)，Nippon Ceramics Kyokai编辑，第1版，第596-598页，Gihodo-Shuppan(1989)中作了描述。 
此外，满足以下特征的微粒二氧化钛粉末与常规二氧化钛粉末相比质量变化率减小以及适合于要求确保精确供入量的原料，所述特征在于假设通过BET法测定的粉末体的比表面积是α(m2/g)以及当将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率(以下将该减少率称为灼烧损失)是X(质量％)，灼烧损失X优选处于式(2)所示的范围中： 
2.1×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100≥X≥ 
0.25×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100    (2) 
更优选处于式(2’)所示的范围中： 
1.3×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100≥X≥ 
0.7×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100    (2’) 
或者优选处于式(3)所示的范围中： 
1.5×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100≥X≥ 
0.85×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100    (3) 
更优选处于式(3’)所示的范围中： 
1.15×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100≥X≥ 
0.85×{α/(6×104)×18+(α-β)/(6×104)×9}×100    (3’)。 
在式(2)、(2’)、(3)和(3’)中，β是将所述粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时后通过BET法测定的粉末体的比表面积(m2/g)。 
式(2)、(2’)、(3)和(3’)的含义如下所述。这两个式子基于下式(4)，其中α和β具有与式(2)、(2’)、(3)或(3’)中相同的含义。 
(α×10×1018)/(6×1023)×18+{(α-β)×10×1018}/(6×1023)×0.5×18 
(4) 
该式分成以下两个式子： 
{α[m2/g]×10×1018[个/m2]}/(6×1023)[个/mol]×18[g/mol]    (5) 
{(α-β)[m2/g]×10×1018[个/m2]}/(6×1023)[个/mol]×0.5×18[g/mol] 
(6) 
据称在二氧化钛颗粒表面上，对于金红石的情况存在约10×1018[个/m2]的OH，而对于锐钛矿的情况存在约13×1018[个/m2]的OH[ManabuKiyono， Sannka Titan(氧化钛)，第54页，Gihodo-Shuppan(1991)]。金红石颗粒表面上的该数量的OH基团各自与一个H2O分子结合，鉴于这些因测量灼烧损失时的加热而作为水除去，从所述颗粒中除去的水的质量比由式(5)表示。 
在测量灼烧损失时，于900℃进行加热。当加热时，所述二氧化钛经历颗粒生长以及比表面积减小。这种减少率由(α-β)[m2/g]表示。换句话说，也可以考虑由于加热期间比表面积的减小而使得OH基团失去的路线。此时，从二氧化钛表面上两分子的OH基团产生一分子的水，因此在式(6)中，乘以0.5。从而，由比表面积减小所致的被除去的水的质量比由式(6)表示。 
作为灼烧损失测得的被除去的水是式(5)和(6)之和，即式(4)。于是，赋予式(4)一定的范围，这就是式(2)、(2’)、(3)或(3’)。 
在作为本发明的一个优选实施方案的微粒二氧化钛中，Fe、Al和S的含量各自优选是小于等于10ppm质量。通过所述气相法得到的二氧化钛采用高纯度四氯化钛作为原料，因此可以抑制杂质的混入。上述杂质的浓度优选较低，但是考虑到设备材料、原料纯度等，较高的纯度会导致较高的成本。在工业应用中，各物质的下限实际上是约2ppm质量。 
作为本发明的一个优选实施方案的二氧化钛的特征在于高分散性。这被认为是由于颗粒制备时的反应是在富含水蒸汽的气氛中进行的，因此所述颗粒表面完全被水分子或OH基团覆盖。在本发明中，通过采用激光衍射型粒度分布测量方法测定粒度分布作为分散性的指标。根据ShinrokuSaito(审订者)， Cho-Biryushi Handbook(超微粒手册)，第93页，Fuii-Technosystem Corporation，(1990)，分散性的测量方法包括沉淀法、显微镜法、光散射法、直接计数法等等，其中，沉淀法和直接计数法不适合于测量超微粒的分散性，因为可测量的粒径是数百纳米以上。在显 微镜法中，测量值会随着目标试样的取样或试样的预处理而波动，因而该方法也不是优选的。另一方面，光散射法可以测量从数纳米到数微米范围内的粒径并适合于测量超微粒。优选通过使用激光衍射粒度分布测量装置的粒度分布测量方法来测量分散性。例如，可以将Microtrac HRA(NikkisoCo.Ltd.)或ALD-2000J(Shimadzu Corporation)用于该测量。测量粒度分布的过程如下所述。 
用超声波(46kHz，65W)对通过向0.05g二氧化钛中加入50ml纯水和100μl 10％六偏磷酸钠水溶液得到的浆料辐射3分钟。然后通过激光衍射型粒度测量装置(SALD-2000J，由Shimadzu Corporation制造)测量该浆料的粒度分布。当如此测量的粒度分布中D90值较小时，判断在亲水性溶剂中的分散性较高。50％累积质量-粒度分布直径也可以用作分散性的指标，但是难以检测分散性差的聚集颗粒。 
在本发明的超微粒二氧化钛中，D90优选是小于等于2.2μm。 
制备方法如下所述。 
通过气相法的制备二氧化钛的一般方法是已知的，其中通过用氧化气体例如氧气或水蒸汽在约1,000℃的反应条件下氧化四氯化钛以得到微粒二氧化钛。 
在本发明的一个优选实施方案中，采用以氧化气体高温氧化含四氯化钛的气体而制备二氧化钛的气相法。优选地，将加热到600℃至小于1,100℃的含四氯化钛的气体和加热到600℃至小于1,100℃的氧化气体(优选水蒸汽)供至反应管中。更优选地，使得通过该反应得到的二氧化钛在800℃至小于1,100℃的温度条件下停留于所述反应管中，然后在将氧化气体与所述粉末体在150～500℃的条件下逆流接触的同时对所述二氧化钛脱氯，由此得到质量变化减小以及其中水分令人满意地和稳定地结合到二氧化钛表面上的超微粒二氧化钛。 
所述脱氯包括干法和湿法，但是这里描述干式脱氯方法。例如，其中通过用加热装置(例如圆筒形回转加热炉、热风循环加热炉、流化干燥炉和搅拌干燥炉)加热二氧化钛，以及在除去氯同时稳定表面水含量的方法。 然而，本发明不限于这些加热装置。例如，也可以使用将二氧化钛悬浮在纯水中并将已经转移到所述液相的氯从该体系中分离的湿式脱氯方法。考虑到稳定水含量，优选干式脱氯方法。 
其中引入含四氯化钛的气体或水蒸汽的反应管内的温度优选是800℃至小于1,100℃，更优选900℃至小于1,000℃。通过升高所述反应管内的温度，所述反应在混合的同时完成，因而可以促进均一核的产生以及也可以使得所述反应区小。如果所述反应管内的温度小于800℃，那么容易得到具有高锐钛矿含量的二氧化钛，但是所述反应会不能令人满意地进行以造成氯残留在二氧化钛颗粒内部，然而如果所述反应管内的温度变成大于等于1,100℃，那么倾向于发生向金红石的转变或颗粒生长，从而无法得到低金红石型的超微粒。 
当引入所述原料气体以及所述反应进行时，该反应是放热反应，因此存在反应温度超过1,100℃的反应区。尽管该热量或多或少地会从装置中释放，但是除非快速冷却二氧化钛颗粒，否则所述颗粒继续生长以及晶体结构可能转换成金红石。因此，在本发明的一个优选实施方案中，在800℃至小于1,100℃下的高温停留时间优选设定成小于等于0.1秒，更优选小于等于0.05秒。如果所述高温停留时间超过0.1秒的话，那么倾向于发生向金红石的转变或者颗粒的烧结。 
对用于快速冷却的手段没有特别限制，但是例如可以使用引入大量冷却空气或气体例如氮气至所述反应混合物中的方法。 
通过控制所述反应管内的温度达800℃至小于1,100℃，可以得到颗粒内部氯含量低的超微粒，此外，通过控制所述高温停留时间达小于等于0.1秒，可以阻止向金红石的转变和颗粒生长。 
为了将所述反应管内的温度设定成800℃至小于1,100℃，优选将原料气体的温度调节到600至1,100℃。所述经加热的原料气体在反应管中反应而产生热量，但是如果原料气体温度低于600℃的话，所述反应管内的温度几乎不可能升高到大于等于800℃，然而如果所述原料气体温度超过1,100℃的话，尽管会从装置中释放热量，但是所述反应管内的温度容易超 过1,100℃。 
至于含四氯化钛的原料气体的组成，惰性气体以每mol四氯化钛气体计优选占0.1～20mol，更优选4～20mol。如果惰性气体含量小于该范围，那么所述反应区中二氧化钛颗粒的密度增加以及容易出现聚集或烧结，从而几乎不可能得到微粒二氧化钛。如果惰性气体含量超过上述范围，那么所述反应性降低以及作为二氧化钛的回收百分比可能减小。 
与所述含四氯化钛的原料气体反应的水蒸汽的用量以每mol四氯化钛计优选是2～30mol，更优选5～25mol。如果水蒸汽的比例小于该范围，那么水分不能令人满意地结合到所制得的二氧化钛颗粒的表面上以及当长时间储存时，所述二氧化钛颗粒表面与该水分的反应逐渐进行，这会造成质量的波动。当所述比例超过上述范围时，产生的核的数量增加以及容易得到超微粒，但是即使超过30mol，也几乎不能获得增加所产生的核的数量的效果。即使所述水蒸汽用量超过30mol，二氧化钛的性质不受影响，但是从经济的角度规定该上限。另一方面，如果基于四氯化钛的水蒸汽的用量不足，得到的二氧化钛倾向于具有许多氧缺陷(oxygen defects)以及被着色。 
通过加热二氧化钛的脱氯过程优选在150～500℃的加热温度下同时将水或水蒸汽与所述二氧化钛粉末逆流接触以使得水与二氧化钛的质量比(＝水蒸汽质量/二氧化钛质量，以下相同)变成1～60质量％、优选1～50质量％而进行。更优选地，水与二氧化钛的质量比是5～40质量％以及加热温度是300～450℃。如果所述加热温度超过500℃，会发生二氧化钛颗粒的烧结以及引起颗粒生长，然而如果所述加热温度低于150℃，那么脱氯效率严重降低。所述二氧化钛表面上的氯与该颗粒附近的水或与相邻颗粒的表面羟基进行置换反应，由此进行脱氯。因此，在加热的同时添加水蒸汽对于脱氯是非常有效的，以及优选进行氯与水或OH基团之间的置换反应。此时，当二氧化钛颗粒表面上的氯被水代替时，在不会造成颗粒生长的情况下进行脱氯，但当氯被相邻颗粒的表面羟基代替时，在脱氯的同时进行颗粒生长。也就是说，为了进行脱氯并同时防止颗粒生长，有效的是控制水 与二氧化钛的质量比以及当水与二氧化钛的质量比大于等于1质量％时，明显发现阻止颗粒生长的效果并且这是优选的。 
与所述二氧化钛接触的水蒸汽可以通过将其与空气混合而使用。空气的作用是有效地将与二氧化钛分离的氯从该体系中移除。水蒸汽优选以大于等于0.1vol％、更优选大于等于5vol％、甚至更优选大于等于10vol％的浓度包含在空气中。所述含水蒸汽的空气优选被加热至200～1,000℃。 
在通过加热的脱氯步骤中，所述粉末在旋转炉中的停留时间优选是0.5小时至小于3小时，更优选0.5小时至小于1小时。这是可靠地进行脱氯并同时阻止颗粒生长所需要的时间。如果停留时间小于该范围，可能造成不充分的脱氯，然而如果超过上述范围，可能发生颗粒生长。 
至于制备质量变化率减小的二氧化钛的方法，也可以使用在将所述粉末包在树脂袋中的同时喷雾水滴、以及封闭和然后储存该袋的方法。在该方法中，将微细的水滴喷雾在所述粉末体上以暂时将水滴负载于所述颗粒上，并将所述粉末体储存在相对不透水分的封闭包装材料例如树脂袋中，由此暂时负载的水滴被作为吸附水固定。根据该方法，水滴可以在很短时间内被作为难以解吸的吸附水稳定。液滴直径优选是5～500μm，更优选5～300μm。如果喷雾的水滴大而且超过500μm，那么水分局部地存在于所述粉末体中，并且水分变得均匀存在需要一定时间，然而如果水滴直径小于5μm，那么负载效率低而且不实用。5～500μm的水滴适合于负载在10～200m2/g的二氧化钛上。 
制备二氧化钛的另一种方法是将已进行脱氯处理的粉末储存在高湿度环境中的方法。在该方法中，将粉末装在透湿性包装体等中并在适宜的温度和高湿度环境下静置，由此可以吸附水分至目标含量并使其稳定。适宜的温度可以是可操作的温度范围，例如约20～50℃以及在冬季约5～40℃。高湿度是指60～95％、优选60～90％的相对湿度。如果相对湿度超过95％，湿气易于因室温变化而凝结。然而，在该方法中，稳定过程需要长时间。 
还可以采用作为氧化钛二氯化方法之一列出的减压方法。当将容器内部调节到预定温度例如5～40℃以及提供其量等于氧化钛所需量的水时，进 行减压。结果，将氯从氧化钛中取出至该体系外，同时使得水分子吸附至氧化钛表面上的OH基团上代替氯，以使得可以在相对短的时间内提高吸附在氧化钛上的水含量。这里，减压程度优选是大于等于0.5kPa，更优选0.5kPa～2kPa。减压程度是容器中的压力与大气压力之间的差值。对减压程度的上限没有特别规定，但是经济的上限是2kPa，因为如果减压程度提高，则需要大规模的减压装置。然而，如果通过该方法处理大量粉末，那么需要在连续运行期间维持降低的压力的装置和将氧化钛从处于降低的压力的容器移至大气压力环境中的装置，从经济的角度这是不利的。 
对所喷雾的水的特征没有特别限制，但是优选经由过滤器除去杂质粗粒例如金属颗粒，以及更优选其中已经通过离子交换树脂等除去杂质的纯水。水的温度可以是普通冷水或者温水，但是优选20～100℃的温水，因为它可有效促进蒸发和微细水滴对粉末的吸附。 
对产生和喷雾具有微细粒度的水滴的方法没有特别限制，但是，例如可以采用使用超声加湿器或加热蒸汽发生器散布水蒸汽的方法，或使用单液或双液喷嘴的喷雾方法。在使用喷嘴的情况下，优选的喷嘴是可以将水滴的平均粒度控制到5～500μm、更优选5～300μm、进一步优选5～50μm的喷嘴。如果水滴直径超过500μm，水分不均匀分布的可能性增加并且直至水分分散变得均匀需要花费更长的时间。此外，粉末容易润湿并可能形成由聚集引起的粗粒，这不是优选的。如果水滴直径小于5μm，负载效率低而且不实用。直径为5～500μm的水滴非常适合于负载在10～200m2/g的微细氧化钛上。可以通过激光散射法、相位多普勒型激光粒子分析等等测量水滴的平均粒度。 
当采用使用双液型喷嘴的喷雾方法时，对所用空气的性质没有特别限制，但是优选经由过滤器除去环境粗粒杂质，以及更优选其中通过空气干燥器已经除去过量水的空气。空气的温度可以是常温，但是优选加热至20～100℃的干燥空气，因为它可有效蒸发微细的水滴以及使得水滴吸附至氧化钛颗粒上。可以使用不可燃气体例如氮气代替空气。更优选地，同时使用加热到20～100℃的温水和加热到20～100℃的干燥空气或不可燃气体 例如氮气的组合促进蒸发微细的水滴以及促进水滴吸附至氧化钛颗粒上，从而有效地在短时间内吸附和稳定水。 
作为本发明的一个优选实施方案的如此制成的微粒二氧化钛是粒度分布窄、不合粗粒以及质量波动减少的粉末体，因此可以适宜地用于微粒二氧化钛的多种应用，例如多种组合物的颜料、光催化剂、UV-遮蔽化妆品材料、UV-遮蔽布料、用于湿式太阳能电池的材料、除臭布料、UV遮蔽用填料、多种制品(例如硅橡胶)用添加剂、以及包括钙钛矿化合物(例如钛酸钡)在内的电介质材料的原料。本发明的微粒二氧化钛作为粉末体或浆料使用。 
所述钙钛矿化合物的代表性用途是压电陶瓷和热电陶瓷。压电陶瓷用在压电传动装置中以及例如已知有BT型、PZT型、PT型和BNT型。热电陶瓷周在红外传感器等中以及例如已知有PT型。在所有这些陶瓷中，采用氧化钛作为原料。对上述陶瓷的制备方法没有特别限制以及可以采用任何已知方法(例如参见 “Oyo Gijutsu”，Biryushi Kogaku Taikei(“应用技术”，微粒工程丛书)，卷2，第27-33页和190-195页)。顺便提及的是，无论采用哪种制备方法，必须严格控制原子组成。 
所述氧化钛有时被用作硬盘等的研磨浆料。在这种情况下，研磨浆料中的固体浓度是控制磨料性能的重要因素。另外，就含水体系中的分散而言，当使得吸附水稳定时可以实现稳定的分散操作。此外，在作为化妆品材料用原料、太阳能电池用原料、光催化剂用原料等的应用中，氧化钛也以水、硅橡胶聚合物、有机聚合物等中的分散体使用，考虑到决定产物组成的混合精度以及分散步骤中的稳定性，优选使得存在于氧化钛颗粒表面上的吸附水稳定。 
实施例 
以下通过参照实施例和对比实施例更详细地描述本发明，但是本发明不限于此。 
参考实施例1： 
将用25Nm3/hr(N指的是所述状态被换算至理想气体的标准状态，以下相同)的氮气稀释的20kg/hr四氯化钛预热到1,100℃并供入反应管中。类似地，将55Nm3/hr的水蒸汽加热到1,100℃并供入该反应管中，通过与所述四氯化钛气体的反应，得到微粒二氧化钛。将这些微粒收集在聚四氟乙烯制的袋式过滤器中和然后供入外热式回转炉中。该外热式回转炉具有内部装配用于搅拌所述粉末体的搅拌叶片的结构。将回转炉设定至400℃的温度，并通过控制高温区的长度、转速和回转炉安装的角度将所述粉末体的停留时间调节至约1小时。 
独立地，将其量以通过所述回转炉的二氧化钛的质量计为20质量％的水蒸汽从粉末体的出口供入所述回转炉中，由此将所述粉末体与水蒸汽逆流接触。顺便提及的是，将供入的水蒸汽预先加热至约为120～200℃。 
在如此得到的粉末体中，BET比表面积是107m2/g，整体氯含量是8,000ppm质量，Fe是2ppm，Al是小于等于2ppm，和S是小于等于2ppm。BET比表面积由Shimadzu Corporation制造的比表面积仪(型号：Flow Sorb II，2300)测定。 
对于上述得到的二氧化钛粉末的粒度分布，通过激光衍射型粒度分布测量法测定90％累积质量-粒度分布直径D90并且结果为0.9μm。 
此外，将2g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为2.3质量％。 
当将粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率，即灼烧损失是5.0质量％。在测量灼烧损失之后试样的BET比表面积是6m2/g。 
此外，根据由R＝100exp(-bDn)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n是2.7。 
参考实施例2： 
将用25Nm3/hr氮气稀释的5kg/hr四氯化钛预热到1,100℃并供入反 应管中。类似地，将55Nm3/hr的水蒸汽加热到1,100℃并供入该反应管中，通过与所述四氯化钛气体的反应，得到微粒二氧化钛。将这些微粒通过聚四氟乙烯制的袋式过滤器收集和然后供入外热式回转炉中。该外热式回转炉具有内部装配用于搅拌所述粉末体的搅拌叶片的结构。将回转炉设定至400℃的温度，并通过控制高温区的长度、转速和回转炉安装的角度将所述粉末体的停留时间调节至约1小时。 
独立地，将其量以通过所述回转炉的二氧化钛的质量计为30质量％的水蒸汽从粉末体的出口供入所述回转炉中，由此将所述粉末体与水蒸汽逆流接触。顺便提及的是，将供入的水蒸汽预先加热至约为120～200℃。 
在如此得到的粉末体中，BET比表面积是158m2/g，整体氯含量是13,000ppm质量，Fe是2ppm，Al是小于等于2ppm，和S是小于等于2ppm。BET比表面积由Shimadzu Corporation制造的比表面积仪(型号：Flow Sorb II，2300)测定。 
对于上述得到的二氧化钛粉末的粒度分布，通过激光衍射型粒度分布测量法测定90％累积质量-粒度分布直径D90并且结果为0.8μm。 
此外，将2g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为3.6质量％。 
当将粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率，即灼烧损失是6.5质量％。在测量灼烧损失之后试样的BET比表面积是3.5m2/g。 
此外，根据由R＝100exp(-bDn)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n是3.2。 
参考实施例3： 
将150kg/hr四氯化钛预热到900℃并供入反应管中。类似地，将30Nm3/hr的水蒸汽加热到900℃并供入该反应管中，通过与所述四氯化钛气体的反应，得到微粒二氧化钛。将这些微粒通过聚四氟乙烯制的袋式过滤 器收集和然后供入外热式回转炉中。该外热式回转炉具有内部装配用于搅拌所述粉末体的搅拌叶片的结构。将回转炉设定至400℃的温度，并通过控制高温区的长度、转速和回转炉安装的角度将所述粉末体的停留时间调节至约45分钟。 
独立地，将其量以通过所述回转炉的二氧化钛的质量计为3质量％的水蒸汽从粉末体的出口供入所述回转炉中，由此将所述粉末体与水蒸汽逆流接触。顺便提及的是，将供入的水蒸汽预先加热至约为120～200℃。 
在如此得到的粉末体中，BET比表面积是12m2/g，整体氯含量是1,000ppm质量，Fe是2ppm，Al是小于等于2ppm，和S是小于等于2ppm。BET比表面积由Shimadzu Corporation制造的比表面积仪(型号：Flow Sorb II，2300)测定。 
对于上述得到的二氧化钛粉末的粒度分布，通过激光衍射型粒度分布测量法测定90％累积质量-粒度分布直径D90并且结果为2.2μm。 
此外，将5g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为0.12质量％。 
当将粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率，即灼烧损失是0.37质量％。在测量灼烧损失之后试样的BET比表面积是5m2/g。 
此外，根据由R＝100exp(-bDn)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n是1.7。 
参考实施例4： 
将用20Nm3/hr氮气稀释的70kg/hr四氯化钛预热到900℃并供入反应管中。类似地，将50Nm3/hr的水蒸汽加热到900℃并供入该反应管中，通过与所述四氯化钛气体的反应，得到微粒二氧化钛。将这些微粒通过聚四氟乙烯制的袋式过滤器收集和然后供入外热式回转炉中。该外热式回转炉具有内部装配用于搅拌所述粉末体的搅拌叶片的结构。将回转炉设定至450℃的温度，并通过控制高温区的长度、转速和回转炉安装的角度将所述 粉末体的停留时间调节至约45分钟。 
独立地，将其量以通过所述回转炉的二氧化钛的质量计为10质量％的水蒸汽从粉末体的出口供入所述回转炉中，由此将所述粉末体与水蒸汽逆流接触。顺便提及的是，将供入的水蒸汽预先加热至约为120～200℃。 
在如此得到的粉末体中，BET比表面积是50m2/g，整体氯含量是5,000ppm质量，Fe是2ppm，Al是小于等于2ppm，和S是小于等于2ppm。BET比表面积由Shimadzu Corporation制造的比表面积仪(型号：Flow Sorb II，2300)测定。 
对于上述得到的二氧化钛粉末的粒度分布，通过激光衍射型粒度分布测量法测定90％累积质量-粒度分布直径D90并且结果为1.3μm。 
此外，将5g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为1.8质量％。 
当将粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率，即灼烧损失是2.40质量％。在测量灼烧损失之后试样的BET比表面积是5.6m2/g。 
此外，根据由R＝100exp(-bDn)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n是1.9。 
参考实施例5： 
将用23Nm3/hr氮气稀释的160kg/hr四氯化钛预热到1,050℃并供入反应管中。类似地，将28Nm3/hr的水蒸汽加热到1,050℃并供入该反应管中，通过与所述四氯化钛气体的反应，得到微粒二氧化钛。将这些微粒通过聚四氟乙烯制的袋式过滤器收集和然后供入外热式回转炉中。该外热式回转炉具有内部装配用于搅拌所述粉末体的搅拌叶片的结构。将回转炉设定至450℃的温度，并通过控制高温区的长度、转速和回转炉安装的角度将所述粉末体的停留时间调节至约45分钟。 
独立地，将其量以通过所述回转炉的二氧化钛的质量计为4质量％的水蒸汽从粉末体的出口供入所述回转炉中，由此将所述粉末体与水蒸汽逆 流接触。顺便提及的是，将供入的水蒸汽预先加热至约为120～200℃。 
在如此得到的粉末体中，BET比表面积是30m2/g，整体氯含量是2,500ppm质量，Fe是2ppm，Al是小于等于2ppm，和S是小于等于2ppm。BET比表面积由Shimadzu Corporation制造的比表面积仪(型号：FlowSorb II，2300)测定。 
对于上述得到的二氧化钛粉末的粒度分布，通过激光衍射型粒度分布测量法测定90％累积质量-粒度分布直径D90并且结果为0.7μm。 
此外，将5g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为1.0质量％。 
当将粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率，即灼烧损失是1.25质量％。在测量灼烧损失之后试样的BET比表面积是5.2m2/g。 
此外，根据由R＝100exp(-bDn)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n是3.4。 
实施例6： 
向用于实施例1中的二氧化钛喷雾液滴直径为30μm的水滴，将所述二氧化钛粉末装入并密封在树脂袋中，接着将该粉末储存在温度设定成25±3℃的地方24小时。然后将5g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为1.4质量％。 
实施例7： 
向用于实施例4中的二氧化钛喷雾液滴直径为30μm的水滴，将所述二氧化钛粉末装入并密封在树脂袋中，接着将该粉末储存在温度设定成25±3℃的地方24小时。然后将5g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然 后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为0.83质量％。 
实施例8： 
向用于实施例5中的二氧化钛喷雾液滴直径为30μm的水滴，将所述二氧化钛粉末装入并密封在树脂袋中，接着将该粉末储存在温度设定成25±3℃的地方24小时。然后将5g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为0.74质量％。 
对比实施例1： 
将180kg/hr四氯化钛预热到900℃并供入反应管中。类似地，将30Nm3/hr的氧气加热到900℃并供入该反应管中，通过与所述四氯化钛气体的反应，得到微粒二氧化钛。将这些微粒通过聚四氟乙烯制的袋式过滤器收集和然后供入外热式回转炉中。该外热式回转炉具有内部装配用于搅拌所述粉末体的搅拌叶片的结构。将回转炉设定至350℃的温度，并通过控制高温区的长度、转速和回转炉安装的角度将所述粉末体的停留时间调节至约50分钟。 
在如此得到的粉末体中，BET比表面积是6m2/g，整体氯含量是100ppm质量，Fe是2ppm，Al是小于等于2ppm，和S是小于等于2ppm。BET比表面积由Shimadzu Corporation制造的比表面积仪(型号：FlowSorb II，2300)测定。 
对于上述得到的二氧化钛粉末的粒度分布，通过激光衍射型粒度分布测量法测定90％累积质量-粒度分布直径D90并且结果为2.6μm。 
此外，将5g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为6质量％。 
当将粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率，即灼烧损失是0.6质量％。在测量灼烧损失之后试样的BET比表面积是5m2/g。 
此外，根据由R＝100exp(-bDn)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n是1.6。 
对比实施例2： 
将用25Nm3/hr氮气稀释的70kg/hr四氯化钛预热到900℃并供入反应管中。类似地，将30Nm3/hr的水蒸汽加热到550℃并供入该反应管中，通过与所述四氯化钛气体的反应，得到微粒二氧化钛。将这些微粒通过聚四氟乙烯制的袋式过滤器收集和然后供入外热式回转炉中。将回转炉设定至120℃的温度，并通过控制高温区的长度、转速和回转炉安装的角度将所述粉末体的停留时间调节至约45分钟。 
在如此得到的粉末体中，BET比表面积是60m2/g，整体氯含量是31,000ppm质量，Fe是2ppm，Al是小于等于2ppm，和S是小于等于2ppm。 
对于上述得到的二氧化钛粉末的粒度分布，通过激光衍射型粒度分布测量法测定90％累积质量-粒度分布直径D90并且结果为8.8μm。 
此外，将5g所述粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度并在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时，然后测定以静置之前质量计的质量变化率并且结果为9质量％。 
当将粉末在保持于900℃的电炉中灼烧1小时时的质量减少率，即灼烧损失是5.6质量％。在测量灼烧损失之后试样的BET比表面积是5.1m2/g。 
此外，根据由R＝100exp(-bDn)所示的Rosin-Rammler公式的分布常数n是1.2。 
上述实施例和对比实施例中的结果一起示于表1和图1中。在表1和图1中，“LOI理论值”表示灼烧损失的理论值以及图1中的直线显示出0.25～2.1质量％的优选范围和0.85～1.5质量％的更优选范围。 
工业实用性 
粒度分布窄、不含粗粒以及质量波动减小的粉末体适合于多种用途。例如，该粉末可以用于多种组合物的颜料、光催化剂、UV-遮蔽化妆品材料、UV-遮蔽布料、除臭布料、UV遮蔽用填料、多种制品例如硅橡胶用添加剂、电介质原料等等。 

Claims (14)

1.制备微粒二氧化钛的方法，其包括使用氧化气体高温氧化含四氯化钛的气体以产生二氧化钛粉末的第一步，以及在加热炉中转动该粉末的同时将水蒸汽与所述二氧化钛粉末接触，其中通过将水蒸汽引入加热炉中以占基于二氧化钛粉末5～40质量％的比例且在300～450℃的加热温度下，将所述水蒸汽与所述二氧化钛粉末体逆流接触，由此实现脱氯以及同时增加吸附水的第二步，进一步包括在将所述二氧化钛粉末包在树脂袋中的同时向所述二氧化钛粉末喷雾水滴，其中所述水滴的液滴直径是5～500μm，
所述微粒二氧化钛的BET比表面积为10～200m2/g，其中当将其量为2～5g的所述二氧化钛粉末铺展于直径10cm的玻璃制陪替氏培养皿中至均匀厚度以及在20℃和80％相对湿度的环境下静置5小时时，以静置之前质量计的质量变化率是-5质量％至5质量％。
2.权利要求1的制备微粒二氧化钛的方法，其中所述氧化气体是水蒸汽。
3.权利要求2的制备微粒二氧化钛的方法，其中接触的水蒸汽的量是以每mol四氯化钛气体计2～30mol。
4.权利要求1-3中任一项的制备微粒二氧化钛的方法，其中供至反应管的所述含四氯化钛的气体和所述氧化气体各自在600℃至小于1,100℃的温度下预热。
5.权利要求1-3中任一项的制备微粒二氧化钛的方法，其中在第二步中，所述粉末在加热炉中的停留时间是0.5小时至小于3小时。
6.权利要求4的制备微粒二氧化钛的方法，其中在第二步中，所述粉末在加热炉中的停留时间是0.5小时至小于3小时。
7.使用根据权利要求1-6中任一项的方法制备的微粒二氧化钛作为一部分原料的钙钛矿化合物。
8.包含根据权利要求1-6中任一项的方法制备的二氧化钛粉末的电介质原料。
9.包含根据权利要求1-6中任一项的方法制备的二氧化钛粉末的浆料。
10.包含根据权利要求1-6中任一项的方法制备的二氧化钛粉末的组合物。
11.包含根据权利要求1-6中任一项的方法制备的二氧化钛粉末的光催化剂材料。
12.包含根据权利要求1-6中任一项的方法制备的二氧化钛粉末的化妆品材料。
13.包含根据权利要求1-6中任一项的方法制备的二氧化钛粉末的太阳能电池材料。
14.包含根据权利要求1-6中任一项的方法制备的二氧化钛粉末的硅橡胶用添加剂。
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