CN1814550A - 一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法 - Google Patents

一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1814550A
CN1814550A CN 200610012458 CN200610012458A CN1814550A CN 1814550 A CN1814550 A CN 1814550A CN 200610012458 CN200610012458 CN 200610012458 CN 200610012458 A CN200610012458 A CN 200610012458A CN 1814550 A CN1814550 A CN 1814550A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
crystal formation
prepares
washing
filtration
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.)
Granted
Application number
CN 200610012458
Other languages
English (en)
Other versions
CN100391852C (zh
Inventor
李志林
李强
申世刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University
Original Assignee
Hebei University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University filed Critical Hebei University
Priority to CNB2006100124584A priority Critical patent/CN100391852C/zh
Publication of CN1814550A publication Critical patent/CN1814550A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100391852C publication Critical patent/CN100391852C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征包括：A、以硫酸氧钛水溶液为原料，无机碱为沉淀剂混合搅拌得到正钛酸沉淀；B、沉淀物经过滤、用水洗涤至检验不出SO4 2－为止；C、在搅拌条件下加入盐酸使得所得滤饼溶解；D、在搅拌条件下加入二氧化钛的总量0％～20％的晶型控制剂用于控制晶型从金红石到混晶到锐钛矿晶型的变化，在85－105℃下水解反应0.5－1.5小时后，产品经过滤、洗涤、40－120℃烘干，移入马弗炉中经600－700℃煅烧1.5h，得到金红石，锐钛矿的混晶二氧化钛粉末。本发明在同一反应过程中可以很方便的通过控制晶型控制剂的含量制备出金红石、锐钛矿及比例可控的混晶的纳米二氧化钛产品，对于工业生产纳米二氧化钛产品具有重要意义。

Description

一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法
技术领域
本发明涉及一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，属于化学合成精制技术领域。
背景技术
二氧化钛有金红石、锐钛矿和板钛矿3种结构，其中板钛矿在工业中应用较少，锐钛矿型纳米二氧化钛化学性质稳定、耐腐蚀，是一种重要的光催化材料，在污水处理、抗菌及空气净化等方面有着重大的应用价值，金红石型二氧化钛具有高的折射率、优异的透光性和很强的紫外线屏蔽能力，使它在高级涂料、化妆品、高分子材料、文物保护等方面有巨大的应用前景。
制备纳米二氧化钛的技术路线大致分为加碱水解中和工艺、均匀沉淀工艺、胶溶工艺和升温强迫水解工艺等四类，通常采用高温焙烧的方法制备锐钛矿和金红石混合晶相的二氧化钛(高伟，吴凤清，罗臻，富菊霞，王德军，徐宝琨，高等学校化学学报2001)，但晶相比例难以控制，在先申请03114831.X提出了一种“晶相可控的二氧化钛纳米晶的制备方法”，其技术特征包括含钛化合物的水解、无机酸的加入、水热处理、抽滤、洗涤、干燥等步骤。水解原料为钛酸丁酯，钛酸乙酯，钛酸异丙酯或四氯化钛；水解溶液为醇水溶液，所加入的无机酸是硝酸或盐酸，通过控制无机酸的浓度可以连续调变纳米二氧化钛中锐钛矿和金红石混合晶相的比例，随着无机酸浓度的升高，金红石混合晶相比例提高。这种方法虽然可行，但原料成本相对较高，在工业生产中受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法通过加入晶型控制剂和改变其用量就可以达到对晶型的完美控制
本发明的目的是这样实现的：这种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征包括：
A、以硫酸氧钛0.05-0.5mol/L水溶液为原料，无机碱为沉淀剂混合搅拌得到正钛酸沉淀，沉淀时pH控制在5-10，控制温度在40℃以下；
B、沉淀物经过滤、用水洗涤至检验不出SO4 2-为止；
C、在搅拌条件下加入盐酸使得所得滤饼溶解，控制温度在30℃以下，当其完全溶解时停止加酸；
D、在搅拌条件下加入二氧化钛的总量0％～20％的晶型控制剂：柠檬酸、柠檬酸盐、水杨酸或/和水杨酸盐，用于控制晶型从金红石到混晶到锐钛矿晶型的变化，在85-105℃下水解反应0.5-1.5小时后，产品经过滤、洗涤、40-120℃烘干，移入马弗炉中经600-700℃煅烧1.5h，得到金红石，锐钛矿的混晶二氧化钛粉末。
所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，步骤A所述的沉淀剂是2-5mol/L的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或氨水。
所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，步骤C所用盐酸浓度为5-15mol/L。
所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，步骤D所述的晶型控制剂选择加入2.5％柠檬酸钾，在95℃下水解反应1小时后，产品经过滤、洗涤、100℃烘干，移入马弗炉中经700℃煅烧1.5小时，得到金红石型占75％，锐钛矿占25％的混晶二氧化钛粉末。
所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，步骤D所述的晶型控制剂选择加入5％柠檬酸钠，在105℃下水解反应0.5小时后，产品经过滤、洗涤、120℃烘干，移入马弗炉中经650℃煅烧1.5小时，得到金红石型占50％，锐钛矿占50％的混晶二氧化钛粉末。
所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，步骤D所述的晶型控制剂选择10％水杨酸钠，在85℃下水解反应1.5小时后，产品经过滤、洗涤、40℃烘干，移入马弗炉中经630℃煅烧1.5小时，得到金红石型占25％，锐钛矿占75％的混晶二氧化钛粉末。
所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，步骤D所述的晶型控制剂选择20％水杨酸，在90℃下水解反应1小时后，产品经过滤、洗涤、60℃烘干，移入马弗炉中经600℃煅烧1.5小时，得到完全锐钛矿型纳米二氧化钛粉末。
本发明提供的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法技术进步效果表现在：
1.以硫酸法制备钛白粉工艺的中间产物硫酸氧钛为原料，价格低廉、易得到。
2.设备简单，过程易操作、重复性好，适于大规模生产。
3.产物为粉体，粒径均匀、分散良好、纯度高。
4.晶型控制的方法简单，在同一反应过程中可以很方便的通过控制晶型控制剂的含量制备出金红石、锐钛矿及比例可控的混晶的纳米二氧化钛产品，对于工业生产纳米二氧化钛产品具有重要意义，可以在工业生产中仅使用一条生产线就可以生产多种类型纳米二氧化钛产品，而且可以方便的根据市场需求转型，为工业化生产纳米二氧化钛产品提供了一个好的选择。
附图说明
图1是本发明不同的实施方法所得样品X射线衍射图(XRD)图
图2是本发明所得样品的扫描电子显微镜(SEM)图
图1表明随着晶型控制剂柠檬酸加入量的增加，产物的晶型经过了从金红石型到混晶到锐钛矿型的转变，证明本方法可以有效的对产物的晶型进行控制。图2可以看出，本发明方法得到的混晶纳米二氧化钛产品的粒径在纳米级，分散均匀。
具体实施方式
实施例1
在硫酸氧钛去离子水中，将5mol/L的氢氧化钠溶液缓慢加入，整个过程控制反应温度不超过40℃，pH为5时终止；过滤、二次去离子水洗涤至用0.1mol/L的BaCl2溶液检验不出SO4 2-为止；在搅拌条件下加入6mol/L盐酸使得所得滤饼溶解，并控制温度在20℃，当其完全溶解时，停止加酸；加入2.5％柠檬酸钾，在95℃下水解反应1h后，产品经过滤、二次去离子水洗涤、100℃烘干，移入马弗炉中经700℃煅烧1.5h，得到金红石型占75％，锐钛矿占25％的混晶二氧化钛粉末。
X射线衍射图如图1(b)所示。
实施例2
在硫酸氧钛去离子水中，将5mol/L的碳酸钠溶液缓慢加入，整个过程控制反应温度不超过40℃，pH为7时终止；过滤、洗涤至用0.1mol/L的BaCl2溶液检验不出SO4 2-为止；在搅拌条件下加入3mol/L盐酸使得所得滤饼溶解，并控制温度在10℃，当其完全溶解时，停止加酸；加入5％柠檬酸钠，在105℃下水解反应0.5h后，产品经过滤、洗涤、120℃烘干，移入马弗炉中经650℃煅烧1.5h，得到金红石型占50％，锐钛矿占50％的混晶二氧化钛粉末。
X射线衍射图如图1(c)所示，所得样品SEM图如图2所示。
实施例3
在硫酸氧钛去离子水中，将2mol/L的碳酸钾溶液缓慢加入，整个过程控制反应温度不超过40℃，pH为9时终止；过滤、洗涤至用0.1mol/L的BaCl2溶液检验不出SO4 2-为止；在搅拌条件下加入2mol/L盐酸使得所得滤饼溶解，并控制温度在20℃，当其完全溶解时，停止加酸；加入10％水杨酸钠，在85℃下水解反应1.5h后，产品经过滤、洗涤、40℃烘干，移入马弗炉中经630℃煅烧1.5h，得到金红石型占25％，锐钛矿占75％的混晶二氧化钛粉末。
X射线衍射图如图1(d)所示。
实施例4
在硫酸氧钛去离子水中，将5mol/L的氨水溶液缓慢加入，整个过程控制反应温度不超过40℃，pH为10时终止。过滤、洗涤至用0.1mol/L的BaCl2溶液检验不出SO4 2-为止；在搅拌条件下加入12mol/L盐酸使得所得滤饼溶解，并控制温度在40℃以下，当其完全溶解时，停止加酸；加入20％水杨酸，在90℃下水解反应1h后，产品经过滤、洗涤、60℃烘干，移入马弗炉中经600℃煅烧1.5h，得到完全锐钛矿型纳米二氧化钛粉末。
X射线衍射图如图1(e)所示。
上述实施例中
1、作硫酸氧钛的沉淀剂的无机碱可以选择氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氨水等，沉淀时pH控制在1～10之内。当硫酸氧钛与碱混合时，控制温度在40℃以下，以防止沉淀形成团聚。
2、沉淀经洗涤后，使用盐酸溶解，盐酸浓度应控制在2～15mol/L，溶解温度控制在30℃以下，以防止无控水解。
3、加入的晶型控制剂的加入量占产物二氧化钛的0％-20％，用于控制晶型从金红石到混晶到锐钛矿晶型的变化。不加入晶型控制剂时为金红石型如图1(a)所示，随着晶型控制剂的加入二氧化钛逐步向锐钛矿型过渡如图1(b、c、d、e)所示，直至完全转变，所用的晶型控制剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、水杨酸、水杨酸盐类。
4.水解采用常压水解，水解温度为70～110℃，时间为0.5～3h。
5.产物经洗涤、干燥、煅烧后得到产品纳米二氧化钛。干燥采用真空或常压干燥，干燥温度为40～120℃，煅烧在500～800℃下进行。
本发明列举的实施例旨在更进一步地阐明本发明控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，而不对本发明的范围构成任何限制。用本发明实施例和经由本发明权利要求书1-7所述的方法均可得到金红石、锐钛矿晶型及比例可控的混晶纳米二氧化钛产品。

Claims (7)

1、一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征包括：
A、以硫酸氧钛0.05-0.5mol/L水溶液为原料，无机碱为沉淀剂混合搅拌得到正钛酸沉淀，沉淀时pH控制在5-10，控制温度在40℃以下；
B、沉淀物经过滤、用水洗涤至检验不出SO4 2-为止；
C、在搅拌条件下加入盐酸使得所得滤饼溶解，控制温度在30℃以下，当其完全溶解时停止加酸；
D、在搅拌条件下加入二氧化钛的总量0％～20％的晶型控制剂：柠檬酸、柠檬酸盐、水杨酸或/和水杨酸盐，用于控制晶型从金红石到混晶到锐钛矿晶型的变化，在85-105℃下水解反应0.5-1.5小时后，产品经过滤、洗涤、40-120℃烘干，移入马弗炉中经600-700℃煅烧1.5h，得到金红石，锐钛矿的混晶二氧化钛粉末。
2、根据权利要求1所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征在于步骤A所述的沉淀剂是2-5mol/L的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或氨水。
3、根据权利要求1所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征在于步骤C所用盐酸浓度为5-15mol/L。
4、根据权利要求1所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征在于步骤D所述的晶型控制剂选择加入2.5％柠檬酸钾，在95℃下水解反应1小时后，产品经过滤、洗涤、100℃烘干，移入马弗炉中经700℃煅烧1.5小时，得到金红石型占75％，锐钛矿占25％的混晶二氧化钛粉末。
5、根据权利要求1所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征在于步骤D所述的晶型控制剂选择加入5％柠檬酸钠，在105℃下水解反应0.5小时后，产品经过滤、洗涤、120℃烘干，移入马弗炉中经650℃煅烧1.5小时，得到金红石型占50％，锐钛矿占50％的混晶二氧化钛粉末。
6、根据权利要求1所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征在于步骤D所述的晶型控制剂选择10％水杨酸钠，在85℃下水解反应1.5小时后，产品经过滤、洗涤、40℃烘干，移入马弗炉中经630℃煅烧1.5小时，得到金红石型占25％，锐钛矿占75％的混晶二氧化钛粉末。
7、根据权利要求1所述的控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法，其特征在于步骤D所述的晶型控制剂选择20％水杨酸，在90℃下水解反应1小时后，产品经过滤、洗涤、60℃烘干，移入马弗炉中经600℃煅烧1.5小时，得到完全锐钛矿型纳米二氧化钛粉末。
CNB2006100124584A 2006-03-03 2006-03-03 一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法 Expired - Fee Related CN100391852C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100124584A CN100391852C (zh) 2006-03-03 2006-03-03 一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100124584A CN100391852C (zh) 2006-03-03 2006-03-03 一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1814550A true CN1814550A (zh) 2006-08-09
CN100391852C CN100391852C (zh) 2008-06-04

Family

ID=36906934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100124584A Expired - Fee Related CN100391852C (zh) 2006-03-03 2006-03-03 一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100391852C (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101863508A (zh) * 2010-05-26 2010-10-20 宁波新福钛白粉有限公司 一种高纯度混晶型钛白粉及其生产方法
CN101928484A (zh) * 2010-07-14 2010-12-29 河北大学 一种用硫酸氧钛制备硫酸盐/二氧化钛复合粉体的方法
CN102198393A (zh) * 2011-04-02 2011-09-28 重庆大学 一种双前驱体制备混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法
CN102218305A (zh) * 2011-04-21 2011-10-19 江苏大学 一种常温制备金红石型多孔TiO2纳米光催化剂的方法
CN102557919A (zh) * 2011-12-13 2012-07-11 福州超大现代农业发展有限公司 一种用微波螯合工艺由新沉淀偏钛酸合成柠檬酸钛的方法
CN106698508A (zh) * 2017-01-10 2017-05-24 四川龙蟒钛业股份有限公司 钛白粉基料的生产方法
CN110482598A (zh) * 2019-05-31 2019-11-22 天津科技大学 一种晶相比例可控的异相结二氧化钛制备方法
CN111439781A (zh) * 2020-03-31 2020-07-24 广西金茂钛业有限公司 一种生产高纯电子钛白粉的方法
CN112876979A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 罗叔干 一种防污耐磨导电涂料及其制备方法
CN113462451A (zh) * 2021-06-29 2021-10-01 广西大学 一种抗氧化菜籽绝缘油的制备方法
CN113860364A (zh) * 2021-09-29 2021-12-31 李礼 一种调控纳米二氧化钛转晶过程的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1076319C (zh) * 1997-03-06 2001-12-19 西北大学 一种制备纳米级二氧化钛的方法
CN1328962A (zh) * 2000-06-15 2002-01-02 泰兴纳米材料厂 一种制备纳米二氧化钛微粉的方法
CN1156403C (zh) * 2001-02-08 2004-07-07 昆明冶金研究院 纳米二氧化钛的制造方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101863508A (zh) * 2010-05-26 2010-10-20 宁波新福钛白粉有限公司 一种高纯度混晶型钛白粉及其生产方法
CN101863508B (zh) * 2010-05-26 2012-12-12 宁波新福钛白粉有限公司 一种高纯度混晶型钛白粉及其生产方法
CN101928484A (zh) * 2010-07-14 2010-12-29 河北大学 一种用硫酸氧钛制备硫酸盐/二氧化钛复合粉体的方法
CN102198393B (zh) * 2011-04-02 2012-09-26 重庆大学 一种双前驱体制备混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法
CN102198393A (zh) * 2011-04-02 2011-09-28 重庆大学 一种双前驱体制备混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法
CN102218305A (zh) * 2011-04-21 2011-10-19 江苏大学 一种常温制备金红石型多孔TiO2纳米光催化剂的方法
CN102557919A (zh) * 2011-12-13 2012-07-11 福州超大现代农业发展有限公司 一种用微波螯合工艺由新沉淀偏钛酸合成柠檬酸钛的方法
CN102557919B (zh) * 2011-12-13 2013-12-11 福州超大现代农业发展有限公司 一种用微波螯合工艺由新沉淀偏钛酸合成柠檬酸钛的方法
CN106698508A (zh) * 2017-01-10 2017-05-24 四川龙蟒钛业股份有限公司 钛白粉基料的生产方法
CN110482598A (zh) * 2019-05-31 2019-11-22 天津科技大学 一种晶相比例可控的异相结二氧化钛制备方法
CN111439781A (zh) * 2020-03-31 2020-07-24 广西金茂钛业有限公司 一种生产高纯电子钛白粉的方法
CN112876979A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 罗叔干 一种防污耐磨导电涂料及其制备方法
CN113462451A (zh) * 2021-06-29 2021-10-01 广西大学 一种抗氧化菜籽绝缘油的制备方法
CN113462451B (zh) * 2021-06-29 2022-05-20 广西大学 一种抗氧化菜籽绝缘油的制备方法
CN113860364A (zh) * 2021-09-29 2021-12-31 李礼 一种调控纳米二氧化钛转晶过程的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100391852C (zh) 2008-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100391852C (zh) 一种控制晶型制备纳米级二氧化钛的方法
CN1194900C (zh) 晶相可控的二氧化钛纳米晶的制备方法
CN101306838B (zh) 高稳定中性混晶纳米TiO2水溶胶的制备方法
CN100546915C (zh) 一种锐钛矿型二氧化钛纳米粉体的制备方法
CN100445209C (zh) 一种纳米二氧化钛粉体制备方法
JP4436910B2 (ja) 酸化チタンを含有する光触媒、その製造方法及び使用
CN1789143A (zh) 一种金红石相纳米二氧化钛的制备方法
CN1686823A (zh) 高相变温度、高比表面积锐钛矿型纳米二氧化钛的制备方法
CN1147431C (zh) 一种锐钛矿相纳米TiO2的制备方法
CN1363520A (zh) 金红石晶型纳米二氧化钛的制备方法
CN1086364C (zh) 室温下制备金红石相二氧化钛纳米晶的方法
CN101928484B (zh) 一种用硫酸氧钛制备硫酸盐/二氧化钛复合粉体的方法
CN105399138A (zh) 一种钙钛矿SrTiO3四方纳米颗粒的制备方法及产物
CN111151233B (zh) 一种氧缺陷TiO2常温常压水相制备方法
CN1197780C (zh) 光催化活性的锐钛矿相纳米晶二氧化钛的低温制备方法
CN103601237A (zh) 一种荷电性锐钛矿型二氧化钛纳米粒子及其低温制备方法
CN1264754C (zh) 一种纳米金红石型二氧化钛的制法
KR100420275B1 (ko) 무기산을 이용한 사염화티타늄 수용액으로부터 TiO2 초미립 분말의 제조방법
CN1363521A (zh) 锐钛晶型纳米二氧化钛的制备方法
CN1843937A (zh) 尺寸可控的电子级锐钛矿二氧化钛纳米粉体的制备方法
CN1868582A (zh) 纳米二氧化钛/二氧化硒复合物及其制备方法
CN1206164C (zh) 纳米二氧化钛液态前驱物的制备方法
CN1546384A (zh) 一种金红石相纳米二氧化钛的制备方法
CN1172856C (zh) 生产金红石型纳米二氧化钛的方法
CN1172993C (zh) 一种制备金红石相纳米二氧化钛的方法

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
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080604

Termination date: 20100303