CZ297702B6

CZ297702B6 - Zpusob výroby apatitu a kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titanicitým

Info

Publication number: CZ297702B6
Application number: CZ20033371A
Authority: CZ
Inventors: Stengl@Václav; Subrt@Jan
Original assignee: Ústav anorganické chemie AV CR, v.v.i.
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2007-03-07
Also published as: CZ20033371A3

Abstract

Zpusob výroby apatitu a/nebo kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titanicitým srázením z vodných roztoku smesí rozpustné vápenaté soli, hydrogenfosforecnanu amonného a síranu titanylu spocívá v tom, ze se reakcní smes vápenaté soli a hydrogenfosforecnanu amonného v molárním pomeru 5:3, prípadne s prídavkem síranu titanylu hydrolyzuje mocovinou na hodnotu pH vyssí nez 8. Kompozit apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titanicitým lze pripravit tak, ze se apatit pokryje vrstvickou anatasu reakcí TiOSO.sub.4.n. s mocovinou pri teplote 80 az 100 .degree.C a pri pH vyssím nez 8. Kompozit apatitu a anatasu, ve kterém jsou sférické nanocástice anatasu pokryté vrstvickou apatitu se pripraví tak, ze se reakcní smes vápenaté soli ahydrogenfosforecnanu amonného v molárním pomeru 5:3 hydrolyzuje mocovinou na hodnotu pH vyssí nez 8.

Description

Způsob výroby apatitu a kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titaničitým (57) Anotace:

Způsob výroby apatitu a/nebo kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titaničitým srážením z vodných roztoků směsí rozpustné vápenaté soli, hydrogenfosforečnanu amonného a síranu titanylu spočívá v tom, že se reakční směs vápenaté soli a hydrogenfosforečnanu amonného v molámím poměru 5:3, případně s přídavkem síranu titanylu hydrolyzuje močovinou na hodnotu pH vyšší než 8. Kompozit apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titaničitým lze připravit tak, že se apatit pokryje vrstvičkou anatasu reakcí TiOSO₄ s močovinou při teplotě 80 až 100 °C a při pH vyšším než 8. Kompozit apatitu a anatasu, ve kterém jsou sférické nanočástice anatasu pokryté vrstvičkou apatitu se připraví tak, že se reakční směs vápenaté soli a hydrogenfosforečnanu amonného v molámím poměru 5:3 hydrolyzuje močovinou na hodnotu pH vyšší než 8.

CM N

O

Způsob výroby apatitu a kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titaničitým

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby apatitu a kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titaničitým.

Dosavadní stav techniky

Apatit je v současné době možné připravit reakcí rozpustných vápenných solí a fosforečnanů v molámím poměru s vodným roztokem amoniaku NH₄OH (Y. X. Pang. X. Bao: Joumal of European Ceramics Society 23 (2003) 1697-1704), nebo tzv. metodou Liquid Mix Technique (J. Pěna, Μ. V. Regi: Joumal of European Ceramics Society 23 (2003) 1687-1696), kdy se např. CaNO₃ a (hJH₄)H₂PO₄ v molámím poměru rozpustí v 0,2 M roztoku kyseliny citrónové, směs se zahustí a poté mineralizuje při 600 °C.

Fotokatalyticky aktivní oxid titaničitý je možné připravit metodou sol-gel nebo hydrolýzou chloridu titaničitého a také homogenní hydrolýzou síranu titanylu močovinou (CZ PV 2000-2814).

Podstata vynálezu

Způsob výroby apatitu a/nebo kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titaničitým srážením z vodných roztoků směsí rozpustné vápenaté soli, hydrogenfosforečnanu amonného a síranu titanylu, spočívá v tom, že se reakční směs vápenaté soli a hydrogenfosforečnanu amonného v molámím poměru 5:3, případně s přídavkem titanylsulfátu, hydrolyzuje močovinou na hodnotu pH vyšší než 8.

Vynález zahrnuje i provedení výroby kompozitu apatitu pokrytého vrstvičkou anatasu, kdy se sférické nanočástice apatitu pokryjí vrstvičkou anatasu reakcí TiOSO₄ s močovinou při teplotě 80 až 100 °C a pH vyšším než 8.

Možný je i způsob výroby kompozitu apatitu a anatasu, ve kterém jsou sférické nanočástice anatasu pokryty vrstvičkou apatitu, tak že se reakční směs vápenaté soli a hydrogenfosforečnanu v molámím poměru 5:3 hydrolyzuje močovinou na hodnotu pH vyšší než 8.

Připravené produkty tvoří buď homogenní směs apatitu s anatasem a nebo se jedná o sférické nanočástice anatasu pokryté vrstvičkou apatitu resp. apatit pokrytý vrstvičkou anatasu. Kompozit apatitu s anatasem umožňuje lepší fixaci anatasu ve fotokatalytických aplikacích - silikonové nátěiy, omítkoviny apod.

Způsob provedení podle vynálezu lze využít i pro přípravu halogenderivátů apatitu, kdy je v reakčním systému rozpustný fluorid a produktem je fluorapatit a nebo je v reakčním systému chlorid a produktem je chlorapatit. Všechny produkty připravené podle způsobu vynálezu lze sušit do 1000 °C.

Příklady provedení vynálezu

Dále je vynález blíže osvětlen na příkladech provedení vynálezu:

Příklad 1

500 ml 0,5M roztoku CaCl₂ a 500 ml 0,3 ml (NH₄)H₂PO₄ bylo předloženo do kádinky o objemu 5 I a doplněno destilovanou vodou na objem 4 I. Poté bylo přidáno 200 g močoviny a roztok byl

- 1 CZ 297702 B6 uveden za stálého míchání k varu. Reakční směs byla udržována při této teplotě do zásadité reakce. Poté byl produkt dekantován vodou, zfiltrován a opět promyt na filtru vodou a usušen při 120 °C. Získaný produkt je bílý, velice jemný, kyprý prášek, se specifickým měrným povrchem 3,7 m²g~' a podle práškové rentgenové difrakce se jedná hydroxyapatit Ca₅(PO₄)₃OH. Produkt je 5 na základě mikroskopické analýzy tvořen destičkovitými krystality o velikosti cca 5 pm.

Příklad 2 g TiOSO₄ bylo rozpuštěno ve 100 ml destilované vody s 10 ml konc. kyseliny sírové a 10 předloženo do 51 kádinky se 3 I vody. K roztoku bylo postupně přidáno 27,7 g CaCI₂ rozpuštěných ve 200 ml vody a 19,2 g (NH₄)H₂PO₄ ve 200 ml vody. Po přidání roztoku (NH₄)H₂PO₄ se reakční směs zakalila bílým zákalem. Poté bylo přidáno 300 g močoviny a doplněno na objem 4 1. Reakční směs byla za stálého míchání uvedena k varu a udržována při této teplotě do alkalické reakce. Získaný produkt je opět bílý, velice jemný, kyprý prášek, se specifickým měr15 ným povrchem 102 m²g' a podle práškové rentgenové analýzy se jedná o směs hydroxyapatitu Ca?(PO₄)3OH a anatasu TiO₂ v poměru 35,8: 62,2. Produkt je podle mikroskopické analýzy tvořen aglomeráty sférických nanočástic.

Příklad 3 g TiOSO₄ bylo rozpuštěno ve 100 ml destilované vody s 10 ml konc. kyseliny sírové a předloženo do 51 kádinky se 4 1 vody. Poté bylo přidáno 200 g močoviny a reakční směs byla uvedena kvaru a při této teplotě udržována za stálého míchání do alkalické reakce. Poté byl produkt promyt, dekantován a přidáno 13,8 g CaCl₂ rozpuštěných ve 100 ml vody a 9,6 g (NH₄)H₂PO₄ ve 25 100 ml vody. Reakční směs byla doplněna na objem 3,5 1 a přidáno dalších 200 g močoviny a vařeno do zásadité reakce. Získaný produkt je opět bílý, velice jemný, kyprý prášek, se specifickým měrným povrchem 157 m²g^_l a podle práškové rentgenové analýzy se jedná o směs hydroxyapatitu Ca₅(PO₄)₃OH a anatasu TiO₂ v poměru 55,8 : 44,2. Produkt je podle mikroskopické analýzy tvořen aglomeráty sférických nanočástic anatasu pokrytých vrstvičkou apatitu.

Příklad 4

Podle příkladu 1 byl připraven hydroxyapatit reakcí 13,8 g CaCl₂ a 9,6 g (NH₄)H₂PO₄ a 200 g močoviny. Produkt byl dekantován vodou a poté byl přidán roztok 30 g TiOSO₄ ve 100 ml vody 35 okyselené 10 ml konc. kyseliny sírové. Dále bylo přidáno 200 g močoviny a reakční směs byla doplněna na objem 4 1. Reakční směs byla za stálého míchání uvedena k varu a udržována při této teplotě do alkalické reakce. Získaný produkt je opět bílý, velice jemný, kyprý prášek, se specifickým měrným povrchem 220 nrg~' a podle práškové rentgenové analýzy se jedná o směs hydroxyapatitu Ca₅(PO₄).3OH a anatasu TiO₂ v poměru 31,4 : 68,6. Produkt je podle mikro40 skopické analýzy tvořen destičkami apatitu s aglomeráty sférického anatasu.

Průmyslová využitelnost

Způsob výroby kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivní titanovou bělobou lze podle vynálezu použít např. při výrobě fotokatalyticky aktivních nátěrových hmot a stavebních směsí (omitkoviny, betony).

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby apatitu a/nebo kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titaničitým srážením z vodných roztoků směsí rozpustné vápenaté soli, hydrogenfosforečnanu amonného a síranu titanylu, vyznačený tím, že se reakční směs vápenaté soli a hydrogenfosforečnanu amonného v molámím poměru 5:3, případně s přídavkem síranu titanilu, hydrolyzuje močovinou na hodnotu pH vyšší než 8.
2. Způsob výroby kompozitu apatitu s fotokatalyticky aktivním oxidem titaničitým podle nároku 1, vyznačený tím, že se sférické nanočástice apatitu pokryjí vrstvičkou anatasu reakcí TiOSO₄ s močovinou při teplotě 80 až 100 °C a pH vyšším než 8.
3. Způsob výroby kompozitu apatitu a anatasu, ve kterém jsou sférické nanočástice anatasu pokryté vrstvičkou apatitu, vyznačený tím, že se reakční směs vápenaté soli a hydrogenfosforečnanu amonného v molámím poměru 5:3 hydrolyzuje močovinou na hodnotu pH vyšší než 8.

Konec dokumentu