DE1299602B - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von feinteiligen und hitzebestaendigen Oxyden - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von feinteiligen und hitzebestaendigen Oxyden

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DE1299602B DEA52239A DEA0052239A DE1299602B DE 1299602 B DE1299602 B DE 1299602B DE A52239 A DEA52239 A DE A52239A DE A0052239 A DEA0052239 A DE A0052239A DE 1299602 B DE1299602 B DE 1299602B
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Description

1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- querschnitt geleitet, bevor die Reaktionsteilnehmer lung von feinteiligen und hitzebeständigen Oxyden zusammengeführt werden.
durch Dampfphasenoxydation der Halogenide mittels Das Plasmagas wird beispielsweise in einer Menge
eines sauerstoffhaltigen Gases, wobei wenigstens ein von 5 bis 45 Volumprozent, bezogen auf das Gesamt-Reaktionsteilnehmer mit einem 3000 bis 12 000° C 5 volumen aus Plasmagas und Reaktionsteilnehmer, heißen Plasmagas vermischt und anschließend beide eingesetzt. Zum Beispiel wird als Plasmagas vorteil-Reaktionsteilnehmer in einem Winkel von 15 bis haft in bekannter Weise Stickstoff eingesetzt. Das 160° zusammengeführt werden. inerte Medium, das verwendet wird, um das Plasma
Solche Verfahren sind bereits bekannt. zu bilden, kann auch ein anderes inertes Gas, wie
Hitzebeständige Oxyde in Pulverform werden als io Xenon, Argon oder Helium, sein. Pigmente, Katalysatoren, Kautschukfüllstoffe, Papier- Bei Verwendung eines Sauerstoffstroms mit kleiner
füllstoffe und für die Herstellung von Edelsteinen ver- Querschnittsfläche kann es für maximale Mischwendet. In der Natur vorkommende Oxyde sind nor- ergebnisse wünschenswert sein, daß der Sauerstoff malerweise nicht hinreichend rein, um für diese An- über die gesamte Abmessung des dampfförmigen Mewendungsgebiete geeignet zu sein, da sie entweder 15 tallsalzstromes längs einer Linie ausgebreitet wird, die einen ungenügenden Reinheitsgrad haben oder es senkrecht zu der Ebene verläuft, die durch die schwierig ist, sie gleichmäßig auf den richtigen Teil- Achsen beider Ströme bestimmt ist. Dies kann ohne chengrößenbereich zu verkleinern. Es wurden des- Impulsänderung durch besondere Konstruktion der halb verschiedene Verfahrensmaßnahmen entwickelt, Austrittsöffnung für den Sauerstoffstrom erreicht werum die Herstellung von feinen Oxydpulvern durch 20 den, die eine ovale oder längliche Form haben kann, chemische Synthese zu ermöglichen, wobei die Um- deren Längsachse gleich dem Durchmesser der andewandlung von relativ reinen Metall- und Metalloid- ren Öffnung ist, und die senkrecht zu der Ebene salzen herangezogen wird. Im großen Maßstab ange- verläuft, welche durch die Achsen der beiden Ströme wandte Verfahrensmaßnahmen sehen hydrolytische bestimmt ist. Die Öffnung kann auch aus einer Vieloder oxydative Reaktionen vor, die so geleitet wer- 25 zahl kleinerer Mündungen bestehen, die im Abstand den, daß die Bildung des Endprodukts ein reiner voneinander längs derselben senkrechten Linie ange-Feststoff in feinzerteiltem Zustand ist. Bekannte Ver- ordnet sind.
fahrensmaßnahmen haben in unterschiedlichen Wei- Irgendein üblicher Plasmagenerator ist zum Erhit-
sen zu Teilerfolgen geführt, und die Anstrengungen, zen der Reaktionsströme geeignet. Vorzugsweise wird um verbesserte Maßnahmen zu entwickeln, wurden 30 das erfindungsgemäße Verfahren in einem vertikal über Jahre fortgesetzt, angeordneten Reaktor ohne Einbauten durchgeführt,
Die jüngste Entwicklung sieht die Produktion von wobei gemäß dieser Erfindung am oberen Ende des Oxyden im heißen Plasmagas vor, um das Metall- Reaktors eine halbkugelförmige Kammer, in welcher oder Metalloidsalz und Sauerstoff auf Reaktionstem- die Reaktionsteilnehmer zusammengeführt werden peraturen zu erhitzen und dann die beiden Ströme zu 35 und die kontinuierlich in den Reaktor übergeht, anvermischen. Das durch dieses Verfahren erhaltene geordnet ist.
Produkt weist einen hohen Reinheitsgrad auf. Ein Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach die-
Problem, das dabei auftritt, ist die Geschwindigkeit, ser Erfindung werden die Reaktionsströme mit etwa mit der der Reaktor durch die kontinuierliche Ab- gleichen Impulsen zusammengeleitet. Das resultielagerung von Feststoffen an den Wandungen des Re- 40 rende Oxyd wird durch übliches Abschrecken des aktionsbehälters in unmittelbarer Umgebung der Ein- Reaktorausflusses und Auffangen des niedergeschlalässe der Reaktionsströme verstopft. Ein Abschalten genen Oxydpulvers mittels üblicher Einrichtungen geist oft nach relativ kurzen Reaktionsperioden erfor- wonnen.
derlich, um den Reaktor zu reinigen. Die erfindungsgemäße Mischkammer bildet eine
Die Erfindung bezweckt ein verbessertes Verfahren 45 verbesserte Mischzone im Schnittpunkt der beiden zum Herstellen von feinteiligen Oxyden in einem Reaktionsströme. Die Mischzone besteht allgemein Plasmastrahl, bei dem die Reaktion schnell verläuft, aus einer halbkugelförmigen Kammer, die glatt in wohingegen das Verstopfen des Reaktionsbehälters einen zylindrischen Reaktor übergeht. Dadurch werweitgehend vermieden wird. den scharfe Ecken in der Vorrichtung vermieden, die
Gemäß dieser Erfindung werden beide Reaktions- 50 eine glatte Strömung der sich mischenden Reaktionsteilnehmer auf im wesentlichen gleiche Temperaturen ströme in dem Reaktorbehälter verhindern würden, vorerhitzt, und ein sauerstoffhaltiges Gas wird einge- Die Reaktionsströme enden an der Oberfläche der setzt, welches 100 bis 105 % der stöchiometrisch er- halbkugelförmigen Kammer, deren Krümmung weforderlichen Sauerstoffmenge, bezogen auf das Halo- sentlich dazu beiträgt, das übermäßige Anliegen genid, und 10 bis 150 Volumprozent eines inerten 55 festen Materials in der Mischzone zu verhüten, wo-Verdünnungsgases, bezogen auf die Sauerstoffmenge, durch ein Verstopfen der Vorrichtung durch Aggloenthält. meration des teilchenförmigen Materials vermieden
Vorzugsweise wird als sauerstoffhaltiges Gas wird.
Sauerstoff, der mit 0,1 bis 1,5 Volumteilen, Die Verwendung der halbkugelförmigen Misch-
vorzugsweise 1 Volumteil, Luft pro Volumteil 60 zone vergrößert die Ausbeute an brauchbarem Pig-Sauerstoff, verdünnt ist, eingesetzt. Es können ment in dem gesamten erhaltenen Produkt. Die Menbeide Reaktionsteilnehmer mit Plasmagas vermischt gen des teilchenförmigen Materials, die nicht für die werden. Pigmentation geeignet ist, wird z. B. von 8 bis auf
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des er- 3°/o des gesamten Produktes, das erhalten wird, verfmdungsgemäßen Verfahrens werden der mit Plasma- 65 ringert.
gas vermischte Reaktionsteilnehmer oder wenigstens Die tatsächliche Temperatur, auf die die Reak-
einer der mit Plasmagas vermischten Reaktionsteil- tionsteilnehmer erhitzt werden, kann deutlich über nehmer durch eine Zone mit verringertem Strömungs- der Temperatur, bei der die Reaktion einsetzt, liegen,
3 4
um die Reaktionsgeschwindigkeit zu beschleunigen, halten. Es hat sich bekanntlich herausgestellt, daß und dies wirkt sich im allgemeinen auf die Teilchen- dadurch große Vorteile erhalten werden, indem eine größe des Produkts aus. Das Reaktionsgemisch soll Reinigung von Feststoffanlagerungen mit fließfähigen
in der Reaktionszone während einer Zeit von 0,001 Medien möglich ist. Durch diese Maßnahmen werden bis 1 Sekunde gehalten werden. Eine Verweilzeit von 5 die Feststoffanlagerungen wesentlich verringert und
etwa 0,01 bis 0,1 Sekunde wird bevorzugt. können beseitigt und dadurch kontinuierliche Ar-
Im Falle von Titandioxyd kann, wenn es wün- beitsweise während langer Zeitspannen ermöglicht sehenswert ist, die Ausbeute der kristallinen Rutil- werden. Darüber hinaus ist die Qualität des gesamten form gegenüber der Anatasenform zu vergrößern, erzeugten Pigmentes wesentlich besser, wahrscheinin bekannter Weise ein kleiner Anteil an Alumim'um- io lieh weil ein wesentlich geringerer Anteil des Durchchlorid in die Reaktionszone eingeleitet werden. Satzes an eingeführtem Material in dem Reaktor zu-
An Hand der Figuren wird die Erfindung beispiels- sammensintert.
weise erläutert. Das Material zum Herstellen der porösen Wände
F i g. 1 veranschaulicht in einer schematischen An- kann irgendein hierfür bekanntes Material, wie z. B.
sieht das erfindungsgemäße Verfahren; 15 Nickel oder bestimmte Nickellegierungen oder AIu-
F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Vor- miniumoxydmischungen, sein, die in poröser Form
erhitzer zum Durchführen des erfindungsgemäßen hergestellt werden können.
Verfahrens, und Die Stärke der Reaktorwände kann variieren.
F i g. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Wände von 1,59 bis 12,7 mm (Vie bis Va inch) sind
F i g. 2. 20 bekanntlich ausreichend. Es ist ebenfalls bekannt,
In F i g. 1 ist ein Plasmagenerator 10 dargestellt. poröse Reaktorwände zu verwenden, deren Poren
Der Generator 10 hat eine negative Elektrode 11 und unterschiedliche Größen haben. Porengrößen von 65
eine ringförmige positive Elektrode 12, zwischen de- bis 20 Mikron sind bekanntlich geeignet,
nen ein elektrischer Lichtbogen erzeugt wird. Stick- Als Spülgas oder Reinigungsgas wird bekanntlich
stoff oder irgendein anderes geeignetes Gas wird dem 25 vorzugsweise Luft verwendet, welche gegenüber dem
Generator 10 über eine Leitung 13 zugeführt. Der System nicht inert ist. Es ist jedoch auch üblich,
Stickstoff fließt an der Elektrode 11 vorbei und durch Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenmonoxyd, aus dem Re-
die Elektrode 12 in die Leitung 14. Der Bogen wird aktor rezykliertes Abgas sowie andere Gase und Gas-
durch den Stickstoffstrom stabilisiert, und anderer- mischungen, die dem System gegenüber sowohl inert
seits erhitzt der Lichtbogen den Stickstoff auf die er- 30 sind als auch mit dem System reagieren, zu verwen-
forderliche Reaktionstemperatur. den.
Durch Leitung 15 werden Metallhalogenide in die Der Produktstrom wird in einen Wärmetauscher
Leitung 14 geleitet, wo Halogenid schnell mit dem 27 geleitet, in dem das Produkt abgekühlt wird. Das
Plasmastrom vermischt wird. In unmittelbarer Nach- Produkt wird über eine Leitung 28 ausgelassen und
barschaft und stromabwärts von der Stelle, an der die 35 verschiedenen üblichen Verfahrensmaßnahmen zum
Leitung 15 in Leitung 14 eintritt, ist ein Ring 16 mit Sammeln, Trennen und Konditionieren des Produktes
einer Mittelöffnung 17 vorgesehen, die eine Ein- unterworfen.
schnürung in 14 bildet. An dieser Stelle geht die Man kann in üblicher Weise die Leitung 15 tangen-
laminare Strömung aus dem gemischten Stickstoff- tial in die Leitung 14 einführen. Dadurch wird ein
plasma und dem Halogenid in eine turbulente Strö- 4° Wirbel in dem Plasmastrom erzeugt, während sich
mung über, die den Mischeffekt wesentlich ver- dieser mit dem Halogenid mischt und der Mischeffekt
größert. dieser Gase vergrößert. Eine ähnliche Konstruktion
Ein zweiter Plasmastrahlengenerator ähnlicher kann für die Leitung 22, die in 21 mündet, verwendet
Bauart und Arbeitsweise wie der Generator 10 ist in werden.
einem Winkel Θ relativ zu diesem letztgenannten Ge- 45 Da der Plasmastrom eine intensive Hitze erzeugt, nerator angeordnet. Der Winkel Θ kann zwischen 25 können die Ringe 16 und 23 vorzugsweise aus AIu- und 160° variieren. Der optimale Wert für diesen miniumoxyd oder anderen hitzebeständigen Mate-Winkel beträgt etwa 90°. Der zweite Generator hat rialien bestehen. In ähnlicher Weise können die Leieine negative Elektrode 18 und eine positive Elek- tungen 14 und 21 mit Aluminiumoxyd ausgekleidet trode 19. Eine Leitung 20 führt Stickstoff zu, der an 50 sein,
den Elektroden vorbei in die Leitung 21 strömt. An Hand der Beispiele wird die Erfindung weiter
Durch Leitung 22 wird ein sauerstoffhaltiges Gas erläutert.
in 21 eingeleitet und mit dem Stickstoff-Plasmastrom Beispiel 1
vermischt. Ein Ring 23 mit einer Öffnung 24, der im
wesentlichen dem Ring 16 entspricht und analog an- 55 In die zwei getrennten Arme eines Y-förmigen Begeordnet ist, macht die Strömung turbulent. hälters, durch die getrennte Ströme von Stickstoff-
Die Leitungen 14 und 21 endigen in einer Kammer plasmen in einer Menge von 2 bis Vi l/Minute in 25, die eine Mischzone für die Reaktionsströme bil- jedem Arm strömen, werden dampfförmiges Siliciumdet. Die Kammer 25 hat vorzugsweise eine allgemein tetrachlorid und Sauerstoff eingeleitet. Die Menge halbkugelförmige Form, jedoch können auch andere 60 des SiCl4 beträgt 5 g/Minute und die des Sauerstoffs Formen, wie z. B. Rotationsellipsoide oder Parabol- beträgt 2 l/Minute (Normalbedingungen). Die Gasoide Verwendung finden. Die Kammer 25 ist mit ströme werden beim Zusammentreffen vermischt und einem im wesentlichen zylindrischen Reaktorbehälter strömen durch den Reaktionsbehälter, in dem die 26 verbunden, dessen innerer Querschnitt genau Reaktion bei einer Temperatur über 1200° C stattgleich dem Auslaßquerschnitt der Kammer 25 ent- 65 findet. Siliciumdioxyd wird kontinuierlich gebildet spricht. und aufgefangen. Nach 20 Minuten Betriebsdauer ist
Ein weiterer Vorteil wird durch die bekannte Ver- der Niederschlag an Feststoffen in dem Y-förmigen
Wendung von porösen Wänden für den Reaktor er- Behälter vernachlässigbar. Die Teilchen des Silicium-
dioxyds haben einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 100 A.
Wenn dieselbe Reaktion mit denselben Verhältnissen von Reaktionsteilnehmern und Plasma in einem rohrförmigen Reaktor durchgeführt wird, in dem die Reaktionsteilnehmer direkt in denselben Plasmastrom eingeleitet werden, ist die Ansammlung von Feststoffen an der Stelle, an der die Reaktionsteilnehmer in dem Reaktionsbehälter zusammentreffen, hinreichend, um ein Abschalten innerhalb von 5 Minuten zu erzwingen.
Beispiel 2
In ähnlicher Weise werden 20 g pro Minute dampfförmiges ZrCl4 mit einer Temperatur über 350° C und 6 g pro Minute O2 zu den getrennten Armen des Y-förmigen Behälters (Winkel von 90°) geleitet. Die Wärme wird durch ein N2-Plasma zugeführt. Nach 15 Minuten Betriebsdauer wird im wesentlichen keine Feststoffablagerung in dem Y-för- ao migen Behälter festgestellt und ein ZrO2 von guter Qualität erhalten, dessen Teilchengröße im Bereich von 0,2 bis 0,3 Mikron liegt.
Beispiel 3
Es wird ein Y-förmiger Reaktionsbehälter mit einem Winkel von 90° verwendet. 0,15 g-Mol pro Minute Titantetrachlorid mit einer Temperatur von 425° K und 0,35 g-Mol pro Minute Stickstoffplasma mit einer Temperatur von 3800° K werden in einen Arm des Y-förmigen Reaktionsbehälters und 0,20 g-MoI pro Minute Sauerstoff sowie 0,17 g-Mol pro Minute Stickstoff mit einer Temperatur von 1400° K werden in den anderen Arm eingeleitet. Die resultierende Sauerstofftemperatur beträgt 800° K. Die resultierende Temperatur des Titantetrachlorids beträgt etwa 235O0K. Die Reaktionstemperatur wird mit 1820° K berechnet. Die mittlere Verweildauer in der Reaktionszone beträgt 0,028 Sekunden. Das TiO2-Pigment, das aus dieser Reaktion resultiert, hat eine Rohfärbekraft (korrigiert auf Rutilgehalt) von 1510 und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,137 Mikron.
Beispiel 4
45
Es wird Sauerstoff im Überschuß verwendet, um die Verdünnung der Reaktionsmischung zu bewirken.
Unter Verwendung einer Mischkammer mit Y-förmiger Ausbildung werden in einem Arm 27,76 kg pro Stunde TiCl4-Dampf und lkg pro Stunde AlCl3-Dampf mit einer Temperatur von 200° C mit 1,36 kg pro Stunde N2-PIasma, das 2660 kcal/kg enthält, vermischt und in dem anderen Arm 6,85 kg pro Stunde O2 bei 25° C mit 1,36 kg pro Stunde N2-Plasma, das 2620 kcal/kg enthält, vermischt. Die resultierenden heißen TiCl4 und O2 enthaltenden Ströme werden gemischt und durch einen porösen Reaktor mit 5,08 cm Durchmesser und 30,48 cm Länge geleitet. Das TiO2-Pigment, das bei dieser Reaktion bei einer berechneten Temperatur von 1860° K erzeugt wird, hat eine Färbekraft von 1630 und enthält 93% Rutil. Der Sauerstoffüberschuß beträgt 46 %.
Ebenso kann Luft als Verdünnungsmittel für das Reaktionsgemisch verwendet werden.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von feinteiligen und hitzebeständigen Oxyden durch Dampfphasenoxydation der Halogenide mittels eines sauerstoffhaltigen Gases, wobei wenigstens ein Reaktionsteilnehmer mit einem 3000 bis 12 000° C heißen Plasmagas vermischt und anschließend beide Reaktionsteilnehmer in einem Winkel von 25 bis 160° zusammengeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Reaktionsteilnehmer auf im wesentlichen gleiche Temperaturen vorerhitzt werden und daß ein sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt wird, welches 100 bis 105 % der stöchiometrisch erforderlichen Sauerstoffmenge, bezogen auf das Halogenid, und 10 bis 150 Volumprozent eines inerten Verdünnungsgases, bezogen auf die Sauerstoffmenge, enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffhaltiges Gas Sauerstoff, der mit 0,1 bis 1,5 Volumteilen, vorzugsweise 1 Volumteil Luft pro Volumteil Sauerstoff verdünnt ist, eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Reaktionsteilnehmer mit Plasmagas vermischt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Plasmagas vermischte Reaktionsteilnehmer oder wenigstens einer der mit Plasmagas vermischten Reaktionsteilnehmer durch eine Zone mit verringertem Strömungsquerschnitt geleitet wird, bevor die Reaktionsteilnehmer zusammengeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasmagas in einer Menge von 5 bis 45 Volumprozent, bezogen auf das Gesamtvolumen aus Plasmagas und Reaktionsteilnehmer, eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Plasmagas in bekannter Weise Stickstoff eingesetzt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, bestehend aus einem vertikal angeordneten Reaktor ohne Einbauten, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Reaktors eine halbkugelförmige Kammer (25), in welcher die Reaktionsteilnehmer zusammengeführt werden und die kontinuierlich in den Reaktor (26) übergeht, angeordnet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEA52239A 1965-04-26 1966-04-22 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von feinteiligen und hitzebestaendigen Oxyden Pending DE1299602B (de)

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US48050665A 1965-08-17 1965-08-17
US48049465A 1965-08-17 1965-08-17
US507098A US3328126A (en) 1965-11-10 1965-11-10 Pigment via plasma jet-improved preheater configuration
US50919765A 1965-11-22 1965-11-22
US548377A US3363981A (en) 1965-04-26 1966-05-09 Production of finely divided oxides by plasma process

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1592528C2 (de) * 1967-06-02 1982-07-01 Kronos Titan-Gesellschaft Mbh, 5090 Leverkusen Verwendung eines Rutil-Pigmentes mit hoher Vergrauungsresistenz in Schichtpreßmassen auf Melaminformaldehydbasis oder in Preßmassen auf Harnstoff- oder Melaminformaldehydbasis, welches durch Umsetzen von Titantetrachlorid mit Sauerstoff bzw. einem sauerstoffhaltigen Gas hergestellt wird
US3632313A (en) * 1969-04-17 1972-01-04 Du Pont Method of heating oxygen-containing gases for the production of titanium dioxide pigment
US4347060A (en) * 1979-10-19 1982-08-31 Ppg Industries, Inc. Method for making antimony trioxide powder
DE3217751A1 (de) * 1982-05-12 1983-11-17 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Presslinge aus pyrogen hergestelltem titandioxid, verfahren zu ihrer herstellung sowie ihre verwendung
JPS60175537A (ja) * 1984-02-22 1985-09-09 Toyota Motor Corp セラミツク超微粒子の製造方法
GB8527716D0 (en) * 1985-11-09 1985-12-11 Tioxide Group Plc Finely divided oxide
US4755368A (en) * 1986-06-26 1988-07-05 Ulrich Research & Consulting, Inc. Silica fillers from silicon powder
US5698177A (en) * 1994-08-31 1997-12-16 University Of Cincinnati Process for producing ceramic powders, especially titanium dioxide useful as a photocatalyst
US6569397B1 (en) * 2000-02-15 2003-05-27 Tapesh Yadav Very high purity fine powders and methods to produce such powders
RU2115467C1 (ru) * 1997-12-02 1998-07-20 Глушенков Максим Юрьевич Устройство для импульсного сжатия газов
RU2142844C1 (ru) * 1999-04-05 1999-12-20 Глушенков Максим Юрьевич Устройство для импульсного сжатия газов
US6495114B1 (en) * 1999-07-22 2002-12-17 Fina Research, S.A. Production of silica particles
US7217407B2 (en) * 2003-09-11 2007-05-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Plasma synthesis of metal oxide nanoparticles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB968832A (en) * 1959-12-09 1964-09-02 British Titan Products Improvements in or relating to production of titanium dioxide
US3148027A (en) * 1960-02-23 1964-09-08 Laporte Titanium Ltd Vapor phase process for producing metal oxides
GB992414A (en) * 1961-09-27 1965-05-19 British Titan Products Production of titanium dioxide by vapour phase oxidation
US3275411A (en) * 1963-04-08 1966-09-27 American Cyanamid Co Plasma production of titanium dioxide
US3275412A (en) * 1965-02-04 1966-09-27 American Cyanamid Co Production of oxides by plasma process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
LU50960A1 (de) 1966-06-25
BE679729A (de) 1966-10-19
GB1145289A (en) 1969-03-12
GB1145288A (en) 1969-03-12
US3574546A (en) 1971-04-13
DE1299601B (de) 1969-07-24
GB1145287A (en) 1969-03-12
GB1145290A (en) 1969-03-12
NL6605509A (de) 1966-10-27
US3363981A (en) 1968-01-16

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