CN104609469B - 一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法 - Google Patents
一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104609469B CN104609469B CN201510036659.7A CN201510036659A CN104609469B CN 104609469 B CN104609469 B CN 104609469B CN 201510036659 A CN201510036659 A CN 201510036659A CN 104609469 B CN104609469 B CN 104609469B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium
- titanium tetrachloride
- butyl titanate
- hydrolysis
- colloidal sol
- 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
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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法,它是以四氯化钛和钛酸丁酯同时作为钛源,以四氯化钛水解得到的盐酸作为催化剂,并且水解得到的产物作为晶核诱导钛酸丁酯水解反应,通过控制四氯化钛、钛酸丁酯和去离子水的比例,搅拌和加热的时间得到固含量可调的稳定的钛溶胶。本发明采用四氯化钛和钛酸丁酯同时作为钛源,四氯化钛水解产物作为催化剂,避免了外加催化剂引入杂质,同时四氯化钛水解得到的晶核作为诱导,使得整个过程更加温和,并且得到钛溶胶形貌和固含量可控。该产品在光催化、织物添加、色谱填料等行业发展有着十分重要的潜在应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种无毒、无味、无污染超微细无机材料的制造方法,尤其是一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法。
背景技术
TiO2由于其具有高效、无毒、化学性质稳定等一系列的优点,在许多方面有广泛的应用。近年来,作为一种有竞争力的无机纳米材料,研究价值备受研究者的青睐。因为TiO2较高的光折射力而广泛应用在涂料和化妆品行业中;TiO2是一种良好的半导体,纳米TiO2所具有的的光催化性能被应用于降解有害有机物的方向,并且较高的光电转换率,在太阳电池方向也有很好的应用;TiO2因具有良好的化学稳定性和机械强度,近年来研究发现TiO2作为色谱分离的固定相同样具有很大的应用前景。
目前,制备纳米级TiO2的方法有很多,主要有气相法、液相法。这两种方法中,由于气相法产率低、成本高,因而制备纳米级TiO2多采用液相法。液相法中,水热合成法制备纳米材料技术比较成熟,原料易得,如专利“一种氨水调制合成高热稳定性纳米二氧化钛的方法”(公开号为CN101318696A)报道了经过氨水调制后,显著提高了锐钛矿型二氧化钛的相转变温度,利用水热合成法制得沉淀物经干燥灼烧得到了纳米二氧化钛。但是该方法普遍存在反应条件在高温、高压下进行,对设备和安全要求严格。溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛一般是以有机钛盐溶解于有机溶剂中(如无水乙醇等),加入一定量的酸,转变成透明凝胶,经热处理得到TiO2纳米粒子。但凝胶颗粒之间烧结性差、干燥时收缩大、易团聚,并且加入有机溶剂通病就是有机试剂成本高、易挥发,不易长时间保存。水解法制备纳米TiO2,通过控制钛盐水解速度,调节溶液酸碱度或加入少量稳定剂,得到TiO2的水溶胶或是TiO2超细粉末。专利公开号为CN1834020A利用四氯化钛水解的方法得到二氧化钛水溶胶,但工艺中需要水解后,反复萃取过程冗杂,要求的设备繁多。在专利公布号为CN102730754A中,以钛酸酯为原料,先在水中水解,然后在酸的催化下使水解得到的沉淀溶解,得到TiO2水溶胶。该方法得到的钛溶胶并没有控制水解速度,整个过程也没有对溶胶的形貌进行导向控制,重现性也是存在的问题。
发明内容
针对上述情况,本发明拟解决的问题是提供一种方法简单、成本低,原材料取材广泛、适合工业化生产的,单分散、纳米二氧化钛水溶胶的制备方法。
本发明公开了一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法,它是以四氯化钛和钛酸丁酯同时作为钛源,以四氯化钛水解得到的盐酸作为催化剂,并且水解得到的产物作为晶核,诱导钛酸丁酯水解反应,通过控制四氯化钛、钛酸丁酯和去离子水的比例、水解时搅拌的速度和加热的时间得到固含量可调的稳定的钛溶胶。具体步骤如下:
A、在装有回流冷凝器的反应器中,加入去离子水,将其置于温度为3℃±2℃冰水浴中。开启搅拌并逐滴加入四氯化钛,使其反应水解,水解反应时间为0.5h~1h。其中四氯化钛、钛酸丁酯和去离子水的比例为1:2~7:77~577;
B、向A液逐滴加入钛酸丁酯后,放置在恒温水浴锅中保持温度50℃~60℃,经过0.5h~2h后结束反应,将反应液下层溶胶用分液漏斗分离出来,得到固含量为5%~30%的钛溶胶,溶胶透明带有蓝光。
进一步,上述四氯化钛、钛酸丁酯均为分析纯,钛溶胶pH始终保持在0.5~2.0之间。
进一步,所述搅拌的速度不小于600rpm。
本发明的有益效果是:
1、本发明是以四氯化钛和钛酸丁酯同时作为钛源,首先四氯化钛水解得到的盐酸作为催化剂,直接催化钛酸丁酯的水解,避免了外加催化剂;同时四氯化钛水解形成的晶核,对钛酸丁酯的水解进行晶核诱导,控制形成的钛溶胶颗粒形貌均一,且能够较稳定的存在,获得的二氧化钛水溶胶的固含量5%~30%。
2、采用本发明的方法制备的钛溶胶在光催化、织物添加、色谱填料等行业发展有着十分重要的潜在应用价值。
附图说明
图1是实施例一的扫描电镜图(SEM)
图2是实施例二的扫描电镜图(SEM)
图3是实施例三的扫描电镜图(SEM)
具体实施方式
实施例一
在装有回流冷凝器和电动搅拌的反应器中,加入去离子水90ml,将其置于温度为3℃±2℃冰水浴中。搅拌并逐滴加入四氯化钛2.2ml,使其水解反应0.5h。然后取钛酸丁酯15ml逐滴加入上述反应器中,放置在恒温水浴锅中保持温度60℃,经过1h后结束反应,将反应液下层溶胶用分液漏斗分离出来,得到pH为2的溶胶,溶胶透明带有蓝光。
实施例二
在装有回流冷凝器和电动搅拌的反应器中,加入去离子水50ml,将其置于温度为3℃±2℃冰水浴中。搅拌并逐滴加入四氯化钛1.0ml,使其水解反应1h。然后取钛酸丁酯15ml逐滴加入上述反应器中,放置在恒温水浴锅中保持温度50℃,经过2h后结束反应,将反应液下层溶胶用分液漏斗分离出来,得到pH为1.5的溶胶,溶胶透明带有蓝光。
实施例三
在装有回流冷凝器和电动搅拌的反应器中,加入去离子水30ml,将其置于温度为3℃±2℃冰水浴中。搅拌并逐滴加入四氯化钛3.0ml,使其水解反应0.5h。然后取钛酸丁酯30ml逐滴加入上述反应器中,放置在恒温水浴锅中保持温度50℃,经过0.5h后结束反应,将反应液下层溶胶用分液漏斗分离出来,得到pH为1的溶胶,溶胶透明带有蓝光。
Claims (3)
1.一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法,其特征在于具体步骤如下:
A、在装有回流冷凝器的反应器中,加入去离子水,将其置于温度为3℃±2℃冰水浴中;开启搅拌并逐滴加入四氯化钛,使其反应水解,水解反应时间为0.5h~1h;其中四氯化钛、钛酸丁酯和去离子水的比例为1:2~7:77~577;
B、保持搅拌,向A液逐滴加入钛酸丁酯后,放置在恒温水浴锅中保持温度50℃~60℃,经过0.5h~2h后结束反应,将反应液下层溶胶用分液漏斗分离出来,得到固含量为5%~30%的钛溶胶。
2.根据权利要求1所述的单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法中,其特征在于上述四氯化钛、钛酸丁酯均为分析纯,钛溶胶pH始终保持在0.5~2.0之间。
3.根据权利要求1所述的单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法,其特征在于所述搅拌的速度不小于600rpm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510036659.7A CN104609469B (zh) | 2015-01-25 | 2015-01-25 | 一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510036659.7A CN104609469B (zh) | 2015-01-25 | 2015-01-25 | 一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104609469A CN104609469A (zh) | 2015-05-13 |
CN104609469B true CN104609469B (zh) | 2017-01-04 |
Family
ID=53144169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510036659.7A Expired - Fee Related CN104609469B (zh) | 2015-01-25 | 2015-01-25 | 一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104609469B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107915254B (zh) * | 2016-10-08 | 2020-05-26 | 瞿海锋 | 一种纳米二氧化钛粉体的制备方法 |
CN106607015B (zh) * | 2016-12-07 | 2019-03-29 | 广州市逸都环保科技有限公司 | 一种双粒径分布的纳米二氧化钛光催化剂及其制备方法 |
CN108715459B (zh) * | 2018-09-02 | 2020-01-17 | 吉林大学 | 一种溶剂热制备水溶性纳米二氧化钛胶体的方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1834020A (zh) * | 2006-04-05 | 2006-09-20 | 江苏工业学院 | 具有锐钛矿型二氧化钛水溶胶的制备方法 |
CN1962049A (zh) * | 2006-11-10 | 2007-05-16 | 浙江大学 | 掺杂金属离子的复合光催化溶胶的制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9522384B2 (en) * | 2013-03-28 | 2016-12-20 | Jm Material Technology Inc. | Photocatalytic structure and method for manufacturing photocatalytic sol-gels |
-
2015
- 2015-01-25 CN CN201510036659.7A patent/CN104609469B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1834020A (zh) * | 2006-04-05 | 2006-09-20 | 江苏工业学院 | 具有锐钛矿型二氧化钛水溶胶的制备方法 |
CN1962049A (zh) * | 2006-11-10 | 2007-05-16 | 浙江大学 | 掺杂金属离子的复合光催化溶胶的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"低温制备锐钛矿型TiO2 溶胶的性能研究";纳薇等;《功能材料》;20061231;第37卷(第10期);1667-1669 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104609469A (zh) | 2015-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107285376B (zh) | 一种二维TiO2超薄纳米片及其制备方法 | |
CN102602997B (zh) | 一种制备钒酸铟纳米颗粒的方法 | |
CN104258837B (zh) | 碳-硅共掺杂纳米二氧化钛的制备方法 | |
CN104609469B (zh) | 一种单分散、纳米二氧化钛溶胶的制备方法 | |
CN102774883A (zh) | 一种金红石型二氧化钛纳米线薄膜及其制备方法和用途 | |
CN103877966A (zh) | 一种异质结构光催化剂的制备方法 | |
CN103531363A (zh) | 染料敏化太阳能电池纳米TiO2膜光阳极用浆料的制备方法 | |
CN103253704B (zh) | 半导体多孔氧化铋纳米球及其制备方法和应用 | |
CN103623799A (zh) | 一种二氧化钛介孔微球的制备方法 | |
CN105689015A (zh) | 一种可见光响应的层状钛酸光催化剂及其过氧化改性方法和应用 | |
CN103464130B (zh) | 一种制备孔径可调的二氧化钛介孔材料的方法 | |
CN103771511B (zh) | 一种锐钛矿二氧化钛纳米晶溶胶的制备方法 | |
CN103877964B (zh) | 一种钙钛矿相钛酸铅单晶纳米线与锐钛矿相二氧化钛的异质结的制备方法 | |
CN105536850A (zh) | 一种高分散性纳米二氧化钛复合材料及其制备方法 | |
CN104724755A (zh) | 一种微米级片层状二氧化钛纳米材料的制备方法 | |
CN104226320A (zh) | 钒硼共掺杂二氧化钛与氧化镍复合光催化剂的制备方法 | |
CN101880057B (zh) | 一种形貌可控的高纯度板钛矿型二氧化钛的制备方法 | |
CN103265077B (zh) | 半导体Ta2O5-NaTaO3复合纳米纤维及其制备方法和应用 | |
CN102303882B (zh) | 一种微乳液制备高纯α-Al2O3粉体的方法 | |
CN105753060B (zh) | 一种纺锤形钨酸铁微米晶体的制备工艺 | |
CN103754929B (zh) | TiO2/InVO4复合多孔微球的制备方法 | |
CN103950972B (zh) | 一种钙钛矿相钛酸铅单晶纳米片与锐钛矿相二氧化钛的异质结的制备方法 | |
CN105498832B (zh) | 用于1-丁烯环氧化制备1,2-环氧丁烷的催化剂的制备方法 | |
CN107892326B (zh) | 金红石相TiO2纳米棒组装体的制备方法及产品 | |
CN109354061A (zh) | 一种单分散超小粒径二氧化钛纳米晶的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170104 Termination date: 20220125 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |