CZ2010383A3

CZ2010383A3 - Process for preparing rutile nanoparticles in sulfate technology of TiO2 manufacture at low temperature values and use thereof

Info

Publication number: CZ2010383A3
Application number: CZ20100383A
Authority: CZ
Inventors: Surýnek@Martin; Winter@Josef
Original assignee: Ceské technologické centrum pro anorganické pigmenty, a. s.; Precheza A.S.
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-11-30

Abstract

Zpusob prípravy rutilových nanocástic z oxidu titanicitého v sulfátové technologii výroby oxidu titanicitého izolovaných odstredením, filtrací nebo dekantací a sušením z výchozího alkalického titanátu, pri kterém se 0,01 až 3 M roztok alkalického titanátu ze sulfátového zpusobu výroby TiO.sub.2.n. ve vode, poprípade s dalšími slouceninami vybranými z polyalkoholu a solí organických kyselin C.sub.2.n. až C.sub.18.n. v takové koncentraci, aby jejich molární pomer k titanu byl 0,001 až 20 a prípadného dopování kationtem kovu, varí za vzniku disperze nanocástic TiO.sub.2.n. o strední velikosti 20 až 200 nm, které se následne izolují alespon jedním zpusobem z vybraným ze skupiny: odparení, dekantace, odstredení, filtrace, sušení.A method for preparing rutile titanium dioxide nanoparticles in sulfate technology for the production of titanium dioxide isolated by centrifugation, filtration, or decantation and drying from a starting alkaline titanate, wherein a 0.01 to 3 M solution of alkaline titanate from the sulphate process of TiO 2. in water, optionally with other compounds selected from polyalcohol and salts of organic acids C.sub.2.n. to C.sub.18.n. at a concentration such that their molar ratio to titanium is 0.001 to 20 and optionally doping with a metal cation, boils to form a TiO.sub.2 nanoparticle dispersion. having an average size of 20 to 200 nm, which are subsequently isolated from at least one of evaporation, decantation, centrifugation, filtration, drying.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu přípravy rutilových tyčinek oxidu titaničitého v sulfátové technologii výroby TiO2 při nízkých teplotách a jejich použiti.The present invention relates to a process for the preparation of titanium dioxide rutile rods in the sulfate technology of producing TiO2 at low temperatures and to their use.

Stav technikyState of the art

Existují dvě základní technologie výroby TiO₂ -chloridová a -sulfátová. Obě technologie slouží především k přípravě pigmentového TiO₂ a tvoří základ pro přípravu dalších titanových sloučenin.There are two basic technologies for the production of TiO ₂ -chloride and -sulfate. Both technologies are used primarily for the preparation of pigmented TiO ₂ and form the basis for the preparation of other titanium compounds.

Chloridová cesta je využívána především při zpracování přírodního rutilu, který reaguje za vysokých teplot s kyselinou chlorovodíkovou v plynné fázi a vzniká tetrachlorid titanu TiCI₄. Tetrachlorid titanu je dále destilován a zpracováván reakcí s kyslíkem za vysokých teplot >1000 °C, kdy dochází ke vzniku oxidu titaničitého s čistotou >99,9 %.The chloride pathway is mainly used in the processing of natural rutile, which reacts at high temperatures with hydrochloric acid in the gas phase to form titanium tetrachloride TiCl ₄ . Titanium tetrachloride is further distilled and treated by treatment with oxygen at high temperatures> 1000 ° C to produce titanium dioxide with a purity of> 99.9%.

Sulfátová cesta výroby oxidu titaničitého je založena na rozkladu ilmenitu v koncentrované kyselině sírové za horka. Vzniklý černý „roztok“ se zbaví čířením pevných nečistot. Následuje oddělení části rozpuštěného železa. To se provádí redukcí síranových solí železa za pomocí kovových odřezků a redukcí vzniklý síran železnatý ochlazením roztoku vykrystalizuje. Následuje hydrolýza takto připraveného černého roztoku, kdy dochází ke vzniku amorfního bílého oxidu titaničitého s klustery (krystalizačními zárodky) TiO₂. Následuje několikastupňové promývání a filtrování před vstupem do kalcinační pece. Kalcinací >600 °C vzniká krystalické TiO₂.The sulphate route of titanium dioxide production is based on the hot decomposition of ilmenite in concentrated sulfuric acid. The resulting black "solution" is cleared by clarifying solid impurities. Separation of the dissolved iron follows. This is accomplished by reducing the iron sulfate salts with the aid of metal scrap and reducing the resulting ferrous sulfate by cooling the solution to crystallize. Hydrolysis of the thus prepared black solution follows, resulting in the formation of amorphous white titanium dioxide with clusters of TiO ₂ . This is followed by a multi-stage washing and filtering before entering the calcining furnace. Calcination> 600 ° C produces crystalline TiO ₂ .

Oxid titaničitý se vyskytuje v několika krystalografických modifikacích anatas, rutil, brookit, který předurčuje i směr jeho následného využití.Titanium dioxide is present in several crystallographic modifications of anatase, rutile, brookite, which predetermines the direction of its subsequent use.

-2Chloridová cesta je známá produkcí především rutilového TiO₂, kdežto sulfátová cesta je závislá na způsobu přípravy meziproduktu před vstupem do kalcinační pece a je běžně používána pro přípravu, jak anatasové, tak rutilové modifikace.The chloride pathway is known to produce predominantly rutile TiO ₂ , whereas the sulfate pathway is dependent on the method of preparation of the intermediate prior to entering the calcining furnace and is commonly used to prepare both anatase and rutile modifications.

Výhodou obou těchto technologií jsou jejich velkotonážní kapacity dané kontinuální technologií zpracování. Materiál získaný z obou technologií prochází vysokoteplotním zpracováním, které má za následek vznik silných vazeb mezi částicemi a vznik agregátů. Takto vzniklý kalcinát je nutno dále upravovat do aplikovatelné formy mletím, případně provádět povrchovou úpravu podle konečné aplikace.The advantage of both these technologies is their large capacity given by continuous processing technology. The material obtained from both technologies undergoes high-temperature processing, resulting in strong bonding between the particles and formation of aggregates. The resulting calcinate must be further processed into a meltable form by grinding, or a surface treatment according to the final application may be carried out.

V případě sulfátové technologie je primárním produktem produkční linky anatasová modifikace daná přítomností síranových aniontů, tyto silně vázané anionty jsou odstraněny z povrchu materiálu až při vyšších teplotách nad 600 °C. Vlastní přímá příprava rutilu v sulfátové cestě je značně stižená stabilitou vázaných síranů na povrchu TiO₂ ať amorfního nebo semikrystalického anatasu. Tyto silně vázané a stericky objemné síranové skupiny znemožňují přímou přípravu rutilu při teplotách pod 600 °C. K samovolné transformaci anatasu na rutil většinou dochází až při značných teplotách >1000 °C. Velikost primárních částic je běžně větší než 200 nm a agregáty dosahují několika mikronů. Teplota fázové přeměny anatasu na rutil se snižuje přídavkem tzv. rutilových zárodků, které jsou připraveny separátně. Tyto zárodky se v množství U5P/o přidávají k amorfní nebo semikrystalické TiO₂ pastě před vstupem do kalcinační pece. Transformace anatasu na rutil tedy nastává při nižších teplotách, než by tomu bylo při spontánní fázové transformaci. Teplota transformace je však stále dána přítomností síranových struktur a není nižší než 650 °C. Například: USÍ3996332 Synthesis of rutileIn the case of kraft technology, the primary product of the production line is anatase modification due to the presence of sulfate anions; The direct preparation of rutile in the sulphate pathway is considerably impaired by the stability of bound sulphates on the surface of TiO _2, whether amorphous or semi-crystalline anatase. These strongly bound and sterically bulky sulfate groups prevent direct preparation of rutile at temperatures below 600 ° C. Anatase spontaneously transforms into rutile at significant temperatures> 1000 ° C. The primary particle size is typically greater than 200 nm and the aggregates reach several microns. The temperature of the phase conversion of anatase to rutile is reduced by the addition of so-called rutile nuclei, which are prepared separately. These germs are added in an amount of U5P / o to the amorphous or semi-crystalline TiO ₂ paste before entering the calcining furnace. Thus, the transformation of anatase to rutile occurs at lower temperatures than would be the case with spontaneous phase transformation. However, the transformation temperature is still given by the presence of sulfate structures and is not less than 650 ° C. For example: US3996332 Synthesis of rutile

Λ from titaniferous slags.Tit from titaniferous slags.

V případě chloridové cesty vzniká primárně rutilová modifikace. Výhodou této technologie je možnost získání i rutilu s menší velikostí primárních částic • · · *In the case of the chloride pathway, a rutile modification is primarily produced. The advantage of this technology is the possibility of obtaining rutile with a smaller primary particle size • · · *

-3pro aplikaci v nepigmentové oblasti aplikací TiO₂ (prim, částice rutilu <150nm) ve srovnání se sulfátovou cestou (prim, částice rutilu >150nm). Například: USJ20080112880 Fine Particulate Titanium Dioxide, and Production Process and Uses Thereof, US20080292539 Titanium Dioxide Having Increasing Sintering Activity. Velkou výhodou chloridové cesty je dostupnost meziproduktu TiCI₄, který slouží k přípravě dalších anorganických i organických prekurzorů titanu, i přes vyšší provozní náklady v důsledku korozních účinků HCl a vysoce exotermní reaktivity TiCl₄ při styku s vodou.-3 for application in the non-pigmented region by TiO ₂ application (prim, rutile particles <150nm) compared to the sulfate route (prim, rutile particles> 150nm). For example: USJ20080112880 Fine Particulate Titanium Dioxide, and Production Process and Uses Thereof, US20080292539 Titanium Dioxide Having Increasing Sintering Activity. A major advantage of the chloride route is the availability of the TiCl ₄ intermediate, which serves to prepare other inorganic and organic titanium precursors, despite higher operating costs due to the corrosive effects of HCl and the highly exothermic reactivity of TiCl ₄ in contact with water.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podle tohoto vynálezu je možné připravit v sulfátové technologii rutilové nanočástice mokrou cestou při nízkých teplotách a atmosferického tlaku. Chemická příprava rutilových nanočástic podle tohoto vynálezu je založená na výchozím prekurzoru, vodném roztoku alkalického titanátu sodného. Vodné roztoky alkalického titatnátu, které jsou používány jako prekursor pro přípravu nanočástic TiOž, obecně obsahují vodu, hydroxid sodný, titanát sodný a případně kyselinu chlorovodíkovou. Složení roztoku může kolísat v závislosti na obsahu chlorovodíku a titanu a nelze je přesně definovat. V patentové literatuře a odborných publikacích se zkráceně označuje jako alkalický titanát sodný.According to the present invention, it is possible to prepare in the kraft technology of rutile nanoparticles by a wet process at low temperatures and atmospheric pressure. The chemical preparation of the rutile nanoparticles of the present invention is based on a precursor, an aqueous solution of alkaline sodium titanate. Aqueous solutions of alkaline titanate, which are used as a precursor for the preparation of TiO 2 nanoparticles, generally contain water, sodium hydroxide, sodium titanate and optionally hydrochloric acid. The composition of the solution may vary depending on the content of hydrogen chloride and titanium and cannot be precisely defined. In the patent literature and scientific publications it is abbreviated as alkaline sodium titanate.

Postup přípravy produktů probíhá v následujících etapách:The product preparation process takes place in the following stages:

1) příprava vodních roztoků alkalického titanátu, které mohou případně obsahovat další komplexotvorné sloučeniny vybrané ze sloučenin typu polyolů nebo solí organických kyselin nebo silných minerálních kyselin zejména HCl1) preparation of aqueous solutions of alkaline titanate, which may optionally contain other complexing compounds selected from polyol-type compounds or salts of organic acids or strong mineral acids, in particular HCl

2) tepelná dekompozice kyselých nebo silně kyselých roztoků alkalického titanátu v přítomnosti HCl,2) thermal decomposition of acidic or strongly acidic solutions of alkaline titanate in the presence of HCl,

3) promýváni a separace disperzního podílu sedimentací, odstředěním, odpařením, rozprášením nebo filtrací a kontrolovaným sušením.3) washing and separating the dispersion fraction by sedimentation, centrifugation, evaporation, spraying or filtration and controlled drying.

4) Příprava disperzí nanočástic TÍO2 vychází z vodních roztoků alkalického titanátu ve vodě. K vodnímu roztoku mohou být přidány také alkoholy, polyoly nebo soli organických kyselin.4) Preparation of TiO2 nanoparticle dispersions is based on aqueous solutions of alkaline titanate in water. Alcohols, polyols or organic acid salts may also be added to the aqueous solution.

-4Molárni poměr Ti k polyolům, případně k solím organických kyselin se může pohybovat od 0,001 do 20.The molar ratio of Ti to polyols or organic acid salts may range from 0.001 to 20.

Před tepelnou dekompozicí, mohou být roztoky dopovány přídavkem alespoň jednoho monovalentního, bivalentního, trivalentního nebo vícevalentního kationtu, jako jsou Li, Na, K, Ag, Hg, Cu, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Sn, Pb, Fe, Co, Zn, Ni, Al, Sc, Hf, Ti, Zr, Ce ve formě jejich anorganických nebo organických solí, výhodně chloridem hlinitým nebo zinečnatým. Přitom molámí poměr titan/kation je 0,0001 až 0,1, s výhodu 0,001 až 0,01.Prior to thermal decomposition, the solutions may be doped by the addition of at least one monovalent, bivalent, trivalent or multivalent cation such as Li, Na, K, Ag, Hg, Cu, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Sn, Pb, Fe, Co, Zn, Ni, Al, Sc, Hf, Ti, Zr, Ce in the form of their inorganic or organic salts, preferably aluminum or zinc chloride. The molar titanium / cation ratio is 0.0001 to 0.1, preferably 0.001 to 0.01.

Tepelná dekompozice se provádí tak, že se připravený vodní roztok prekursoru o koncentraci 0,01 3 M Ti se vaří pod zpětným chladičem po dobu 0,5 až 6 hodin.The thermal decomposition is carried out by boiling the prepared aqueous solution of the precursor at a concentration of 0.01 3 M Ti for 0.5 to 6 hours.

Přitom dochází ke krystalizaci rutilových nanočástic o velikosti 20 - 200 nm.Rutile nanoparticles of 20 - 200 nm are crystallized.

Po tepelné dekompozici se provádí řízená neutralizace louhem sodným nebo draselným případně v směsi s vodním sklem následované promývání podle potřeby.After thermal decomposition, controlled neutralization with caustic soda or potassium, optionally in a mixture with water glass, is performed followed by washing as necessary.

Separaci nanočástic lze provést odpařením disperzního prostředí, dekantací, odstředěním, filtrací nebo sušením, případně kombinací těchto metod za atmosférického nebo s výhodou za sníženého tlaku při cca 20 ^150 mbar a teplotách v rozmezí od pokojové teploty až do 140 °C. Vzniklé rutilové nanočástice mají slabou fotokatalytickou aktivitu.The separation of nanoparticles can be carried out by evaporating the dispersion medium, decanting, centrifuging, filtering or drying, or a combination of these methods under atmospheric or preferably under reduced pressure at about 20-150 mbar and temperatures ranging from room temperature to 140 ° C. The resulting rutile nanoparticles have poor photocatalytic activity.

Vynález je blíže osvětlen v příkladech provedení vynálezu.The invention is illustrated in more detail in the examples.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Proces přípravy vodního roztoku alkalického titanátu.Process of preparation of aqueous solution of alkaline titanate.

Proces se provádí ve baňce. Za stálého míchání se k vodnímu prostředí přidává ccaThe process is carried out in a flask. While stirring, approx

2,6 M Ti ve formě alkalického titanátu (pH 10^12) tak, aby výsledná koncentrace Ti byla 1 M. Za stálého intenzivního míchání se k reakční směsi kontrolované 30^nin přikapává koncentrovaná kyselina chlorovodíková, tak aby výsledný molámí poměr HCI/TiO2=1.2.6 M Ti in the form of an alkaline titanate (pH 10 ^ 12) to a final Ti concentration of 1 M. With continued vigorous stirring, concentrated hydrochloric acid is added dropwise to the reaction mixture controlled for 30 min to give the resulting molar HCl / TiO2 ratio. = 1.

Přiklad 2Example 2

Tepelná dekompozice vodního roztoku peptizovaného alkalického titanátu připraveného podle příkladu 1.Thermal decomposition of an aqueous solution of peptized alkaline titanate prepared according to Example 1.

Do skleněné banky se přidá roztok peptizovaného alkalického titanátu připravený podle příkladu 1, o koncentraci 1 M Ti ve vodě. Reakční směs se vaří pod zpětným chladičem za stálého míchání po dobu 3 hodin. Přitom dochází ke krystalizaci rublových nanočástic o velikosti 25x150nm. Připravený vzorek se za stálého tlaku neutralizuje 10% vodním roztokem hydroxidu sodného. Dávkování probíhá postupným přikapáváním roztoku hydroxidu po dobu minimálně 30 min, tak aby bylo postupně dosaženo pH 6. Neutralizovaný produkt se promývá dekantaci do požadované koncentrace vodorozpustných solí. Promytý sediment se suší za atmosferického tlaku při teplotě 105 °C do okamžiku kdy se již nemění hmotnost vzorku.To the glass flask is added a solution of peptized alkaline titanate prepared according to Example 1, with a concentration of 1 M Ti in water. The reaction mixture was refluxed with stirring for 3 hours. This results in crystallization of 25x150nm ruble nanoparticles. The prepared sample was neutralized under constant pressure with a 10% aqueous sodium hydroxide solution. The dosing is carried out by successive dropwise addition of the hydroxide solution over a period of at least 30 minutes to gradually reach pH 6. The neutralized product is washed by decanting to the desired concentration of water-soluble salts. The washed sediment is dried at atmospheric pressure at 105 ° C until the weight of the sample no longer changes.

Difrakci rentgenového záření byla u produktu zjištěna krystalografická modifikace rutil, kde byla Debye-Sherrerovou aproximací stanovena střední velikost primárních nanočástic 25 v příčném a 150 nm v podélném směru.X-ray diffraction showed a crystallographic modification of rutile in the product, where the mean size of the primary nanoparticles 25 in the transverse direction and 150 nm in the longitudinal direction was determined by Debye-Sherrer approximation.

Příklad 3Example 3

Do skleněného, míchaného, 101 reaktoru se zpětným chladičem je nadávkováno 81 směsi připravené podle příkladu 1. Směs se míchá v interyalu otáček míchadla 250* 550 1/min. Do reaktoru je dávkováno přikapáváním 1,2^ koncentrované kyseliny chlorovodíkové po dobu 20 minut. Po nadávkování kyseliny se směs uvede k varu a vaří pod zpětným chladičem 3h. Připravený vzorek se za stálého tlaku neutralizuje 10Í% vodním roztokem hydroxidu sodného. Dávkováni probíhá postupným přikapáváním roztoku hydroxidu po dobu minimálně 30 min, tak aby bylo postupně dosaženo pH 6. Neutralizovaný produkt se promývá dekantaci do požadované koncentrace vodorozpustných solí. Promytý sediment se suší za atmosferického tlaku při teplotě 105 °C do okamžiku kdy se již nemění hmotnost vzorku.81 of the mixture prepared according to Example 1 is metered into a glass, stirred, 101 reflux condenser reactor. The mixture is stirred at an agitator speed of 250 * 550 rpm. It is metered into the reactor by dropwise addition of 1.2% concentrated hydrochloric acid for 20 minutes. After acid addition, the mixture is brought to reflux and refluxed for 3h. The prepared sample was neutralized under constant pressure with 10% aqueous sodium hydroxide solution. The dosing is carried out by successive dropwise addition of the hydroxide solution over a period of at least 30 minutes to gradually reach pH 6. The neutralized product is washed by decanting to the desired concentration of water-soluble salts. The washed sediment is dried at atmospheric pressure at 105 ° C until the weight of the sample no longer changes.

Příklad 4Example 4

D 101 skleněného, míchaného, 1CÍI reaktoru se zpětným chladičem je nadávkováno 8I směsi připravené podle příkladu 1. Ke směsi se přikape 10ýr»l glykolu. Směs se míchá v intervalu otáček míchadla 250*550 1/min. Do reaktoru je dávkováno přikapávánim 1,2fl koncentrované kyseliny chlorovodíkové po dobu 20 minut. Po nadávkováni kyseliny se směs uvede k varu a vaří pod zpětným chladičem 3h.An 8 L of the mixture prepared according to Example 1 is metered into a 101 L glass-stirred, 1 L reflux condenser reactor. The mixture is added dropwise to 10 L of glycol. The mixture is agitated at a stirrer speed of 250 * 550 rpm. 1.2 µl of concentrated hydrochloric acid is metered into the reactor over 20 minutes. After acid addition, the mixture is brought to reflux and refluxed for 3h.

Připravený vzorek se za stálého tlaku neutralizuje 10% vodním roztokem hydroxidu sodného. Dávkování probíhá postupným přikapávánim roztoku hydroxidu po dobu minimálně 30 min, tak aby bylo postupně dosaženo pH 6. Neutralizovaný produkt se promývá dekantací do požadované koncentrace vodorozpustných solí. Promytý sediment se suší za atmosferického tlaku při teplotě 105 °C do okamžiku kdy se již nemění hmotnost vzorku.The prepared sample was neutralized under constant pressure with a 10% aqueous sodium hydroxide solution. Dosing is carried out by successive dropwise addition of the hydroxide solution over a period of at least 30 minutes to gradually reach pH 6. The neutralized product is washed by decanting to the desired concentration of water-soluble salts. The washed sediment is dried at atmospheric pressure at 105 ° C until the weight of the sample no longer changes.

Příklad 5Example 5

D 10 I skleněného, míchaného, 10l reaktoru se zpětným chladičem je nadávkováno r £A 10 L glass, stirred, 10 L reflux condenser reactor is charged with R 6

8I směsi připravené podle příkladu 1. Ke směsi se nadávkuje 100ml vodní suspenzeThe mixture was prepared according to Example 1. A 100 ml aqueous suspension was metered into the mixture

1g octanu hlinitého. Směs se míchá v intervalu otáček míchadla 250^650 1/min. Do reaktoru je dávkováno přikapávánim 1,21 koncentrované kyseliny chlorovodíkové po dobu 20 minut. Po nadávkování kyseliny se směs uvede k varu a vaří pod zpětným chladičem áh. Připravený vzorek se za stálého tlaku neutralizuje vodním roztokem hydroxidu sodného. Dávkování probíhá postupným přikapávánim roztoku hydroxidu po dobu minimálně 30 min, tak aby bylo postupně dosaženo pH 6. Neutralizovaný produkt se promývá dekantací do požadované koncentrace vodorozpustných solí. Promytý sediment se suší za atmosferického tlaku při teplotě 105 °C do okamžiku kdy se již nemění hmotnost vzorku.1g aluminum acetate. The mixture was agitated at an agitator speed of 250 - 650 rpm. 1.21 of concentrated hydrochloric acid is added dropwise to the reactor over 20 minutes. After the acid is metered in, the mixture is brought to reflux and refluxed. The prepared sample is neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution under constant pressure. Dosing is carried out by successive dropwise addition of the hydroxide solution over a period of at least 30 minutes to gradually reach pH 6. The neutralized product is washed by decanting to the desired concentration of water-soluble salts. The washed sediment is dried at atmospheric pressure at 105 ° C until the weight of the sample no longer changes.

Příklad 6Example 6

D 10 I skleněného, míchaného, 1ÓI reaktoru se zpětným chladičem je nadávkováno z'¹ směsi připravené podle příkladu 1. Ke směsi se nadávkuje 10Oml vodní suspenzeA 10 L glass, stirred, 1 L reflux condenser reactor is metered from the ¹ mixture prepared according to Example 1. A 10 mL aqueous suspension is metered into the mixture.

1g chloridu hlinitého. Směs se míchá v intervalu otáček míchadla 250*550 1/min. Do reaktoru je dávkováno přikapávánim 1,2}l koncentrované kyseliny chlorovodíkové po dobu 20 minut. Po nadávkování kyseliny se směs uvede k varu a vaří pod zpětným chladičem 3h. Připravený vzorek se za stálého tlaku neutralizuje 10% vodním roztokem hydroxidu sodného. Dávkování probíhá postupným přikapávánim roztoku hydroxidu po dobu minimálně 30 min, tak aby bylo postupně dosaženo pH 6. Neutralizovaný produkt se promývá dekantací do požadované koncentrace vodorozpustných solí. Promytý sediment se suší za atmosferického tlaku při teplotě 105 ^qC do okamžiku kdy se již nemění hmotnost vzorku.1g of aluminum chloride. The mixture is agitated at a stirrer speed of 250 * 550 rpm. 1.2 ml of concentrated hydrochloric acid is added dropwise to the reactor over 20 minutes. After acid addition, the mixture is brought to reflux and refluxed for 3h. The prepared sample was neutralized under constant pressure with a 10% aqueous sodium hydroxide solution. Dosing is carried out by successive dropwise addition of the hydroxide solution over a period of at least 30 minutes to gradually reach pH 6. The neutralized product is washed by decanting to the desired concentration of water-soluble salts. The washed sediment was dried under atmospheric pressure at 105 ^Q C until the moment when the sample weight remains constant.

-7* «-7 * «

Příklad 7Example 7

D 101 skleněného, míchaného, 101 reaktoru se zpětným chladičem je nadávkováno 8I směsi připravené podle příkladu 1. Ke směsi se nadávkuje 100ml vodní suspenze 1g FeOOH. Směs se míchá v intervalu otáček míchadla 250^550 1/min. Do reaktoru je dávkováno přikapáváním 1,21 koncentrované kyseliny chlorovodíkové po dobu 20 minut. Po nadávkování kyseliny se směs uvede k varu a vaří pod zpětným chladičem 3h. Připravený vzorek se za stálého tlaku neutralizuje 10% vodním roztokem hydroxidu sodného. Dávkování probíhá postupným přikapáváním roztoku hydroxidu po dobu minimálně 30 min, tak aby bylo postupně dosaženo pH 6. Neutralizovaný produkt se promývá dekantací do požadované koncentrace vodorozpustných solí. Promytý sediment se suší za atmosferického tlaku při teplotě 105 °C do okamžiku kdy se již nemění hmotnost vzorku.D 101 of a glass, stirred, 101 reflux condenser is charged with 8 L of the mixture prepared according to Example 1. 100 ml of an aqueous suspension of 1 g of FeOOH are metered into the mixture. The mixture was stirred at a stirrer speed of 250-550 rpm. 1.21 of concentrated hydrochloric acid is added dropwise to the reactor over 20 minutes. After acid addition, the mixture is brought to reflux and refluxed for 3h. The prepared sample was neutralized under constant pressure with a 10% aqueous sodium hydroxide solution. Dosing is carried out by successive dropwise addition of the hydroxide solution over a period of at least 30 minutes to gradually reach pH 6. The neutralized product is washed by decanting to the desired concentration of water-soluble salts. The washed sediment is dried at atmospheric pressure at 105 ° C until the weight of the sample no longer changes.

Průmyslové využitíIndustrial use

Disperze a prášky z nanočástic TÍO2 podle vynálezu jsou použitelné v řadě technických aplikací, zejména jako výchozí účinná látka, která po provedení vhodné funkcionalilzované povrchové úpravy je aplikována jako UV ochranné plnivo do exteriérových nátěrových hmot nebo polymerů.The TiO2 nanoparticle dispersions and powders according to the invention are useful in a number of technical applications, in particular as a starting active substance which, after a suitable functionalized surface treatment, is applied as a UV protective filler to exterior paints or polymers.

Claims

** ·· ··· <·· »··

PATENT CLAIMS

A process for the preparation of titanium dioxide rutile nanoparticles in a sulfate technology for the production of titanium dioxide isolated by centrifugation, filtration or decantation and drying from a starting alkali titanate, characterized in that a 0.01 to 3 M solution of alkali titanate from sulfate production process T1O2 other compounds selected from polyalcohols and salts of organic acids, C2-Cis in such a concentration that the molar ratio to titanium of 0.001 to 20 and any doping metal cation is boiled to produce a dispersion of nanoparticles of TiO ₂ having a mean size of 20 to 200 nm which were subsequently isolated by at least one method selected from the group consisting of evaporation, decantation, centrifugation, filtration, drying.

Process for the preparation of concentrated nanodispersions according to claim 1, characterized in that the polyol is preferably glycol, neopentyl glycol, (2,2-dimethyl-1,3-propanediol), trimethylolpropane (2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol) ).

Process for the preparation of concentrated nanodispersions according to claim 1, characterized in that the salt of organic acid C2 to C18 is at least one sodium or potassium compound, preferably sodium acetate or potassium acetate.

A process for the preparation of concentrated nanodispersions according to claim 1, characterized in that the doping cation is at least one metal cation selected from the group of the Periodic Table of Elements 1a, 1b, IIa, II.b, IIIa, III.b, IV.a , IV.b, Lanthanoids, wherein the cation / titanium molar ratio is 0.0001 to 0.1, preferably 0.001 to 0.01.

Method for the preparation of concentrated nanodispersions according to claim 4, characterized in that the cation is preferably at least one element from the group of metals: Li, Na, K, Ag, Hg, Cu, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Sn , Pb, Fe, Co, Zn, Ni, Al, Sc, H, Ti, Zr, Ce.

Method for the preparation of concentrated nanodispersions according to claims 1 to 5, characterized in that the isolated nanoparticles of T102 are dispersed in water to form transparent dispersions with a concentration of 0.001 to 0.5 M, preferably 0.01 to 0.1 M.