CN110339864A - 一种含有TiO2净化因子的球形颗粒 - Google Patents
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Classifications
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract
本发明涉及化工技术领域，且公开了一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，包括以下份数的原料：硫酸钛100‑200份、反应溶剂50‑100份、表面活性剂10‑20份、硫酸20‑30份和尿素40‑60份。该含有TiO2净化因子的球形颗粒，含有TiO2净化因子的球形颗粒粒径分布均匀，无团聚以及大颗粒，具有良好的分散性，含有TiO2净化因子在应用中受到光照，其表面生成的羟基自由基和超氧离子自由基具有很强的氧化能力，其中羟基自由基的反应能为402.8MJ/mol，足以破坏有机物中的C‑C、C‑H、C‑N、C‑O、N‑H等键，使有机污染物质在羟基自由基和超氧离子自由基作用下被完全氧化至二氧化碳和水，所以能够有效地去除室内主要污染物如烃类、苯、甲醛、硫化物和氨等，在除甲醛方面效果极佳。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体为一种含有TiO2净化因子的球形颗粒。
背景技术
二氧化钛化学式：TiO2，白色固体或粉末状的两性氧化物，分子量：79.9，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业，它的熔点很高，也被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土和耐高温的实验器皿等，自从1972年Fujishima和Honda发现TiO2在受到紫外光照射时可以将水氧化还原生成氢，光催化材料就引起了科研人员的关注，而1976年Carey等叫将TiO2的光催化作用应用于水中多氯联苯化合物脱氯去毒并取得了成功，从此TiO2作为一种去除有机物的一种有效方法应用到了水和空气的清洁净化领域，1985年，日本科学家Tadashi Matsunaga等第一个发现了TiO2在紫外光下有杀菌作用。
目前含有TiO2净化因子的球形颗粒的生产制备技术被国外公司垄断，主要是日本的几家公司，产品价格昂贵，交货周期长，还存在贸易保护风险，且制得含有TiO2净化因子的球形颗粒的粒径分布混乱，团聚以及大颗粒现象较严重，在运用于甲醛净化中效果较差，使用者对此颇为烦恼，故而提出一种含有TiO2净化因子的球形颗粒。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，具备净化甲醛效果好等优点，解决了现有制得含有TiO2净化因子的球形颗粒的粒径分布混乱，团聚以及大颗粒现象较严重，在运用于甲醛净化中效果较差，使用者对此颇为烦恼的问题。
(二)技术方案为实现上述净化甲醛效果好的目的，本发明提供如下技术方案：一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，包括以下份数的原料：硫酸钛100-200份、反应溶剂 50-100份、表面活性剂10-20份、硫酸20-30份和尿素40-60份。
优选的，所述硫酸20-30份为百分之九十五浓度的硫酸溶液，所述硫酸钛100-200份为百分之八十浓度的硫酸钛溶液。
优选的，所述反应溶剂50-100份为乙醇、异丙醇、正乙醇和丙酮中的一种或两种组合。
优选的，所述含有TiO2净化因子的球形颗粒的制备步骤为：
1)将硫酸钛100-200份放置在反应器皿内，加入反应溶剂50-100份和尿素40-60份，使用磁力搅拌器搅拌四小时，搅拌频率为每分钟一百八十转，得到混合溶液1；
2)将步骤1制得的混合溶液加热到80摄氏度，使用磁力搅拌器继续搅拌一个半小时，搅拌过程中加入表面活性剂10-20份和硫酸20-30份，搅拌频率为每分钟六十转，得到混合溶液2；
3)将步骤2制得的混合溶液2静置24小时，混合溶液2底部出现白色沉淀物，通过红外灯干燥机干燥混合溶液2，干燥温度为70摄氏度，干燥时间为10-12小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体1；
4)将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2；
5)将粉体2封装在干燥容器内，即得所求含有TiO2净化因子的球形颗粒。
优选的，所述表面活性剂10-20份为十二烷基苯磺酸钠。
优选的，所述将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2，加水洗涤使用蒸馏水，洗涤时搅拌频率为每分钟四十转。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，具备以下有益效果：
1、该含有TiO2净化因子的球形颗粒，通过使用硫酸钛100-200份、反应溶剂50-100份、表面活性剂10-20份、硫酸20-30份和尿素40-60份作为原料，将硫酸钛100-200份放置在反应器皿内，加入反应溶剂50-100份和尿素 40-60份，使用磁力搅拌器搅拌四小时，搅拌频率为每分钟一百八十转，得到混合溶液1，将步骤1制得的混合溶液加热到80摄氏度，使用磁力搅拌器继续搅拌一个半小时，搅拌过程中加入表面活性剂10-20份和硫酸20-30份，搅拌频率为每分钟六十转，得到混合溶液2，尿素的分解使溶液的pH增大，溶液的pH值增大，碱性增强，有利于水解反应进行，因而成核速率增大，生成的晶粒尺寸就小，加入硫酸的目的是降低硫酸钛的水解速率以抑制晶体粒径的长大，由于溶液中高的酸度使氧化钛的初等粒子带有正电荷这种正电荷粒子使结晶长大过程变得困难在没有硫酸的情况下，大多数颗粒紧密地聚集在一起，反应溶剂乙醇、异丙醇、正乙醇和丙酮在反应过程中，反应溶剂大分子吸附到颗粒上，在粒子间产生空间位阻作用，并将粒子包裹达到排斥效果，有效地阻碍了颗粒进一步聚集长大，改善了二氧化钛水合粒子的分散性和均匀性，与此同时，粒子表面吸附这些大分子，将粒子间的非架桥羰基和吸附水彻底遮蔽以降低液面间的表面张力，不易发生聚集，如此，制得的含有TiO2净化因子的球形颗粒粒径分布均匀，无团聚以及大颗粒，具有良好的分散性，含有TiO2净化因子在应用中受到光照，其表面生成的羟基自由基和超氧离子自由基具有很强的氧化能力，其中羟基自由基的反应能为 402.8MJ/mol，足以破坏有机物中的C-C、C-H、C-N、C-O、N-H等键，使有机污染物质在羟基自由基和超氧离子自由基作用下被完全氧化至二氧化碳和水，所以能够有效地去除室内主要污染物如烃类、苯、甲醛、硫化物和氨等，在除甲醛方面效果极佳。
2、该含有TiO2净化因子的球形颗粒，通过将步骤2制得的混合溶液2静置24小时，混合溶液2底部出现白色沉淀物，通过红外灯干燥机干燥混合溶液2，干燥温度为70摄氏度，干燥时间为10-12小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体1，将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2，制备含有TiO2净化因子的球形颗粒的步骤简单，操作简单，便于推广。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，包括以下份数的原料：硫酸钛100-200份、反应溶剂50-100份、表面活性剂10-20份、硫酸20-30 份和尿素40-60份。
硫酸20-30份为百分之九十五浓度的硫酸溶液，硫酸钛100-200份为百分之八十浓度的硫酸钛溶液。
反应溶剂50-100份为乙醇、异丙醇、正乙醇和丙酮中的一种或两种组合。
含有TiO2净化因子的球形颗粒的制备步骤为：
1)将硫酸钛100-200份放置在反应器皿内，加入反应溶剂50-100份和尿素40-60份，使用磁力搅拌器搅拌四小时，搅拌频率为每分钟一百八十转，得到混合溶液1；
2)将步骤1制得的混合溶液加热到80摄氏度，使用磁力搅拌器继续搅拌一个半小时，搅拌过程中加入表面活性剂10-20份和硫酸20-30份，搅拌频率为每分钟六十转，得到混合溶液2；
3)将步骤2制得的混合溶液2静置24小时，混合溶液2底部出现白色沉淀物，通过红外灯干燥机干燥混合溶液2，干燥温度为70摄氏度，干燥时间为10-12小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体1；
4)将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2；
5)将粉体2封装在干燥容器内，即得所求含有TiO2净化因子的球形颗粒。
表面活性剂10-20份为十二烷基苯磺酸钠。
将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2，加水洗涤使用蒸馏水，洗涤时搅拌频率为每分钟四十转。
尿素的分解使溶液的pH增大，溶液的pH值增大，碱性增强，有利于水解反应进行，因而成核速率增大，生成的晶粒尺寸就小。
实施例二：一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，包括以下份数的原料：硫酸钛100-200份、反应溶剂50-100份、表面活性剂10-20份、硫酸20-30 份和尿素40-60份。
硫酸20-30份为百分之九十五浓度的硫酸溶液，硫酸钛100-200份为百分之八十浓度的硫酸钛溶液。
反应溶剂50-100份为乙醇、异丙醇、正乙醇和丙酮中的一种或两种组合。
含有TiO2净化因子的球形颗粒的制备步骤为：
1)将硫酸钛100-200份放置在反应器皿内，加入反应溶剂50-100份和尿素40-60份，使用磁力搅拌器搅拌四小时，搅拌频率为每分钟一百八十转，得到混合溶液1；
2)将步骤1制得的混合溶液加热到80摄氏度，使用磁力搅拌器继续搅拌一个半小时，搅拌过程中加入表面活性剂10-20份和硫酸20-30份，搅拌频率为每分钟六十转，得到混合溶液2；
3)将步骤2制得的混合溶液2静置24小时，混合溶液2底部出现白色沉淀物，通过红外灯干燥机干燥混合溶液2，干燥温度为70摄氏度，干燥时间为10-12小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体1；
4)将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2；
5)将粉体2封装在干燥容器内，即得所求含有TiO2净化因子的球形颗粒。
表面活性剂10-20份为十二烷基苯磺酸钠。
将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2，加水洗涤使用蒸馏水，洗涤时搅拌频率为每分钟四十转。
加入硫酸的目的是降低硫酸钛的水解速率以抑制晶体粒径的长大，由于溶液中高的酸度使氧化钛的初等粒子带有正电荷这种正电荷粒子使结晶长大过程变得困难在没有硫酸的情况下，大多数颗粒紧密地聚集在一起。
实施例三：一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，包括以下份数的原料：硫酸钛100-200份、反应溶剂50-100份、表面活性剂10-20份、硫酸20-30 份和尿素40-60份。
硫酸20-30份为百分之九十五浓度的硫酸溶液，硫酸钛100-200份为百分之八十浓度的硫酸钛溶液。
反应溶剂50-100份为乙醇、异丙醇、正乙醇和丙酮中的一种或两种组合。
含有TiO2净化因子的球形颗粒的制备步骤为：
1)将硫酸钛100-200份放置在反应器皿内，加入反应溶剂50-100份和尿素40-60份，使用磁力搅拌器搅拌四小时，搅拌频率为每分钟一百八十转，得到混合溶液1；
2)将步骤1制得的混合溶液加热到80摄氏度，使用磁力搅拌器继续搅拌一个半小时，搅拌过程中加入表面活性剂10-20份和硫酸20-30份，搅拌频率为每分钟六十转，得到混合溶液2；
3)将步骤2制得的混合溶液2静置24小时，混合溶液2底部出现白色沉淀物，通过红外灯干燥机干燥混合溶液2，干燥温度为70摄氏度，干燥时间为10-12小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体1；
4)将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2；
5)将粉体2封装在干燥容器内，即得所求含有TiO2净化因子的球形颗粒。
表面活性剂10-20份为十二烷基苯磺酸钠。
将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2，加水洗涤使用蒸馏水，洗涤时搅拌频率为每分钟四十转。
反应溶剂乙醇、异丙醇、正乙醇和丙酮在反应过程中，反应溶剂大分子吸附到颗粒上，在粒子间产生空间位阻作用，并将粒子包裹达到排斥效果，有效地阻碍了颗粒进一步聚集长大，改善了二氧化钛水合粒子的分散性和均匀性，与此同时，粒子表面吸附这些大分子，将粒子间的非架桥羰基和吸附水彻底遮蔽以降低液面间的表面张力，不易发生聚集。
本发明的有益效果是：通过使用硫酸钛100-200份、反应溶剂50-100份、表面活性剂10-20份、硫酸20-30份和尿素40-60份作为原料，将硫酸钛 100-200份放置在反应器皿内，加入反应溶剂50-100份和尿素40-60份，使用磁力搅拌器搅拌四小时，搅拌频率为每分钟一百八十转，得到混合溶液1，将步骤1制得的混合溶液加热到80摄氏度，使用磁力搅拌器继续搅拌一个半小时，搅拌过程中加入表面活性剂10-20份和硫酸20-30份，搅拌频率为每分钟六十转，得到混合溶液2，尿素的分解使溶液的pH增大，溶液的pH值增大，碱性增强，有利于水解反应进行，因而成核速率增大，生成的晶粒尺寸就小，加入硫酸的目的是降低硫酸钛的水解速率以抑制晶体粒径的长大，由于溶液中高的酸度使氧化钛的初等粒子带有正电荷这种正电荷粒子使结晶长大过程变得困难在没有硫酸的情况下，大多数颗粒紧密地聚集在一起，反应溶剂乙醇、异丙醇、正乙醇和丙酮在反应过程中，反应溶剂大分子吸附到颗粒上，在粒子间产生空间位阻作用，并将粒子包裹达到排斥效果，有效地阻碍了颗粒进一步聚集长大，改善了二氧化钛水合粒子的分散性和均匀性，与此同时，粒子表面吸附这些大分子，将粒子间的非架桥羰基和吸附水彻底遮蔽以降低液面间的表面张力，不易发生聚集，如此，制得的含有TiO2净化因子的球形颗粒粒径分布均匀，无团聚以及大颗粒，具有良好的分散性，含有 TiO2净化因子在应用中受到光照，其表面生成的羟基自由基和超氧离子自由基具有很强的氧化能力，其中羟基自由基的反应能为402.8MJ/mol，足以破坏有机物中的C-C、C-H、C-N、C-O、N-H等键，使有机污染物质在羟基自由基和超氧离子自由基作用下被完全氧化至二氧化碳和水，所以能够有效地去除室内主要污染物如烃类、苯、甲醛、硫化物和氨等，在除甲醛方面效果极佳，通过将步骤2制得的混合溶液2静置24小时，混合溶液2底部出现白色沉淀物，通过红外灯干燥机干燥混合溶液2，干燥温度为70摄氏度，干燥时间为 10-12小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体1，将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2，制备含有TiO2净化因子的球形颗粒的步骤简单，操作简单，便于推广，解决了现有制得含有TiO2净化因子的球形颗粒的粒径分布混乱，团聚以及大颗粒现象较严重，在运用于甲醛净化中效果较差，使用者对此颇为烦恼的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，其特征在于，包括以下份数的原料：硫酸钛100-200份、反应溶剂50-100份、表面活性剂10-20份、硫酸20-30份和尿素40-60份。
2.根据权利要求1所述的一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，其特征在于，所述硫酸20-30份为百分之九十五浓度的硫酸溶液，所述硫酸钛100-200份为百分之八十浓度的硫酸钛溶液。
3.根据权利要求1所述的一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，其特征在于，所述反应溶剂50-100份为乙醇、异丙醇、正乙醇和丙酮中的一种或两种组合。
4.根据权利要求1所述的一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，其特征在于，所述含有TiO2净化因子的球形颗粒的制备步骤为：
1)将硫酸钛100-200份放置在反应器皿内，加入反应溶剂50-100份和尿素40-60份，使用磁力搅拌器搅拌四小时，搅拌频率为每分钟一百八十转，得到混合溶液1；
2)将步骤1制得的混合溶液加热到80摄氏度，使用磁力搅拌器继续搅拌一个半小时，搅拌过程中加入表面活性剂10-20份和硫酸20-30份，搅拌频率为每分钟六十转，得到混合溶液2；
3)将步骤2制得的混合溶液2静置24小时，混合溶液2底部出现白色沉淀物，通过红外灯干燥机干燥混合溶液2，干燥温度为70摄氏度，干燥时间为10-12小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体1；
4)将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2；
5)将粉体2封装在干燥容器内，即得所求含有TiO2净化因子的球形颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，其特征在于，所述表面活性剂10-20份为十二烷基苯磺酸钠。
6.根据权利要求4所述的一种含有TiO2净化因子的球形颗粒，其特征在于，所述将步骤3制得的粉体1中加水洗涤，洗涤五次后将之通过红外灯干燥机干燥，干燥温度为60摄氏度，干燥时间为8-10小时，干燥为粉体后收集粉体，得到粉体2，加水洗涤使用蒸馏水，洗涤时搅拌频率为每分钟四十转。
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