DE19725616C1 - Production of nano-crystalline titanium di:oxide - Google Patents

Production of nano-crystalline titanium di:oxide

Info

Publication number
DE19725616C1
DE19725616C1 DE1997125616 DE19725616A DE19725616C1 DE 19725616 C1 DE19725616 C1 DE 19725616C1 DE 1997125616 DE1997125616 DE 1997125616 DE 19725616 A DE19725616 A DE 19725616A DE 19725616 C1 DE19725616 C1 DE 19725616C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
tio
slurry
water
metatitanic acid
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1997125616
Other languages
German (de)
Inventor
Zhi-Chang Wang
Joachim Dr Bill
Thomas Dr Niesen
Fritz Prof Dr Aldinger
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.)
Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Original Assignee
Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
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 Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV filed Critical Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority to DE1997125616 priority Critical patent/DE19725616C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19725616C1 publication Critical patent/DE19725616C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/04—Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/04—Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047—Titanium dioxide
    • C01G23/08—Drying; Calcining ; After treatment of titanium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/60—Compounds characterised by their crystallite size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Production of nano-crystalline TiO2 in anatase form having a particle size of 10-55 nm comprises reacting a matatitanic acid slurry in water in the presence of a water soluble active component, which decomposes at a temperature above the decomposition temperature of matatitanic acid and the conversion temperature of amorphous TiO2 to anatase but below the temperature of the accelerated crystal growth of TiO2, by heating to 150-400 deg C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nanokristallinem Titandioxid (TiO2) in Anatasform aus Metatitansäure (H2TiO3, Titandioxid- Hydrat).The invention relates to a method for producing nanocrystalline titanium dioxide (TiO 2 ) in anatase form from metatitanic acid (H 2 TiO 3 , titanium dioxide hydrate).

Nanokristallines Titandioxid ist ein Fotohalbleiter mit herausragendem Brechungsindex und daraus resultierenden interessanten optischen Eigenschaften. So absorbiertnanokristallines Titandioxid ultraviolettes Licht, ist aber transparent für sichtbares Licht. Diese Eigenschaft macht nanokristallines Titandioxid für viele Anwendungen geeignet. Nanokristallines Titandioxid wird z. B. in Haut-Kosmetika, Kunststoffen, Lacken, in der Fotokatalyse und in anderen Produkte eingesetzt, bei denen eine hohe Stabilität, Nicht-Toxizität oder/und ein guter UV-Schutz von Bedeutung sind.Nanocrystalline titanium dioxide is a photo semiconductor with outstanding Refractive index and resulting interesting optical Characteristics. So nanocrystalline titanium dioxide absorbs ultraviolet light, but is transparent to visible light. This property does nanocrystalline titanium dioxide suitable for many applications. Nanocrystalline titanium dioxide is e.g. B. in skin cosmetics, plastics, Lacquers, used in photo catalysis and in other products where high stability, non-toxicity and / or good UV protection from Meaning.

Zur Zeit wird über 90% des Titan-Weltverbrauchs für die Produktion von Titandioxidpigmenten mit einer Partikelgröße ≧ 200 nm verwendet. Der größte Teil der Titandioxidproduktion erfolgt nach dem Sulfatverfahren (mit Metatitansäure als Zwischenprodukt) oder dem Chloridverfahren (mit Titantetrachlorid als Zwischenprodukt). Die dabei erhaltenen Titandioxidpigmente mit einer Partikelgröße ≧ 200 nm werden vor allem als Weißpigmente in Beschichtungen, Kunststoffen, Druckfarben oder Papier verwendet.Currently over 90% of the world's titanium is used for the production of Titanium dioxide pigments with a particle size of ≧ 200 nm are used. Of the Most of the titanium dioxide is produced using the sulfate process (with Metatitanic acid as an intermediate) or the chloride process (with Titanium tetrachloride as an intermediate). The received Titanium dioxide pigments with a particle size ≧ 200 nm are mainly used as White pigments in coatings, plastics, printing inks or paper used.

DE-OS 19 25 606 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von nanokristallinem TiO2 in Anatasform mit einer Teilchengröße von 10 bis 50 nm, bei dem von einer Metatitanaufschlämmung in Wasser, wie sie bei dem Sulfatverfahren erhalten wird, ausgegangen wird. Bei dem Verfahren gemäß DE-OS 19 25 606 wird eine Titansulfat/Eisensulfat-Lösung unter Bildung von wasserhaltigem Titanoxid hydrolysiert, dieses wasserhaltige Oxid zur Entfernung der löslichen Eisensalze filtriert, gebleicht und gewaschen, dann wird eine wässrige Aufschlämmung des gebleichten wasserhaltigen Oxids gebildet und diese Aufschlämmung zur Erhöhung des pH-Werts der Aufschlämmung auf mindestens 6,0 mit einer ausreichenden Menge einer ammoniakalischen Verbindung, wie Ammoniumhydroxid, Ammoniumcarbonat oder Ammoniakgas behandelt. Dieses neutralisierte wasserhaltige Oxid wird dann zur Entfernung von praktisch dem gesamten gebildeten Ammoniumsulfat gewaschen und das gewaschene wasserhaltige Titanoxid wird bei 250 bis 700°C unter Bildung weicher Aggregate aus Titandioxidkristallen mit einer durchschnittlichen Einzelteilgröße im Bereich von 10 nm bis 50 nm getrocknet. Diese Aggregate müssen zur Erzielung von nanokristallinem TiO2 anschließend zu feinem Pulver vermahlen werden.DE-OS 19 25 606 describes a process for the production of nanocrystalline TiO 2 in anatase form with a particle size of 10 to 50 nm, in which a metatitan slurry in water, as is obtained in the sulfate process, is assumed. In the process according to DE-OS 19 25 606, a titanium sulfate / iron sulfate solution is hydrolyzed to form water-containing titanium oxide, this water-containing oxide is filtered, bleached and washed to remove the soluble iron salts, then an aqueous slurry of the bleached water-containing oxide is formed and this is formed Slurry to raise the pH of the slurry to at least 6.0 treated with a sufficient amount of an ammoniacal compound such as ammonium hydroxide, ammonium carbonate or ammonia gas. This neutralized water-containing oxide is then washed to remove virtually all of the ammonium sulfate formed, and the washed water-containing titanium oxide is dried at 250 to 700 ° C. to form soft aggregates of titanium dioxide crystals with an average individual part size in the range from 10 nm to 50 nm. These aggregates must then be ground to fine powder to achieve nanocrystalline TiO 2 .

Es besteht daher ein großer Bedarf an der Entwicklung neuer Methoden zur Herstellung nanokristallinen Titandioxids, insbesondere von Methoden, bei denen die Herstellung direkt aus leicht erhältlichen und preisgünstigen Ausgangsprodukten in großem Maßstab und mit hoher Ausbeute erfolgen kann.There is therefore a great need to develop new methods for Production of nanocrystalline titanium dioxide, in particular methods which the manufacture directly from easily available and inexpensive Starting products take place on a large scale and with high yield can.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung von nanokristallinem TiO2 bereitzustellen, das die Verwendung leicht und in großen Mengen erhältlicher Ausgangsmaterialien ermöglicht und mit dem nanokristallines TiO2 in großem Maßstab hergestellt werden kann.It was therefore an object of the present invention to provide a process for the production of nanocrystalline TiO 2 which enables the use of starting materials which are readily available and in large quantities and can be prepared on a large scale with the nanocrystalline TiO 2 .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von nanokristallinem TiO2 in Anatasform mit einer Teilchengröße zwischen 10 und 55 nm, bei dem man von einer Metatitansäureaufschlämmung in Wasser ausgeht gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Metatitansäureaufschlämmung in Wasser in Gegenwart einer wasserlöslichen aktiven Komponente, die sich bei einer Temperatur, die über der Zersetzungstemperatur von Metatitansäure und der Umwandlungstemperatur von amorphem TiO2 zu Anatas, aber unter der Temperatur des beschleunigten Kristallwachstums von TiO2 liegt, rückstandsfrei zersetzt, auf eine die Zersetzung der aktiven Komponente einleitende Temperatur zwischen 150 und 400°C erhitzt.This object is achieved according to the invention by a process for the preparation of nanocrystalline TiO 2 in anatase form with a particle size between 10 and 55 nm, which is based on a slurry of metatitanic acid in water, which is characterized in that the slurry of metatitanic acid is dissolved in water in the presence of a water-soluble active component, which decomposes without residue at a temperature which is above the decomposition temperature of metatitanic acid and the transition temperature from amorphous TiO 2 to anatase, but below the temperature of the accelerated crystal growth of TiO 2 , to a temperature which initiates the decomposition of the active component between 150 and 400 ° C heated.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von nanokristallinem Titandioxid mit einer Kristallitgröße zwischen 10 und 55 nm, bevorzugt zwischen 10 und 20 nm. Dies wird dadurch erreicht, dass man eine Metatitansäureaufschlämmung in Gegenwart einer aktiven, zersetzlichen Komponente, insbesondere Ammoniumnitrat, erhitzt, wobei die Zersetzung der Metatitansäure zu nanokristallinem Titandioxid eingeleitet wird. Günstigerweise wird eine Metatitansäureaufschlämmung verwendet, wie sie bei einem Produktionsprozess der Industrie, z. B. beim Sulfat- Verfahren als Zwischenprodukt anfällt. Eine typische Aufschlämmung enthält dabei 70 bis 90 Masse-% feste Metatitansäure und 10 bis 30 Masse-% Wasser. Verunreinigungen liegen, falls überhaupt, günstigerweise nur in sehr geringer Konzentration vor. Andererseits kann eine wässrige Metatitansäureaufschlämmung auch durch Hydrolyse von Titantetrachlorid (dem Zwischenprodukt des Chloridverfahrens) in Wasser, gefolgt von Neutralisation mit wässriger Ammoniaklösung oder Alkalilauge erhalten werden.The method according to the invention enables the production of nanocrystalline titanium dioxide with a crystallite size between 10 and 55 nm, preferably between 10 and 20 nm. This is achieved in that a slurry of metatitanic acid in the presence of an active, decomposable component, especially ammonium nitrate, heated, wherein the decomposition of the metatitanic acid to nanocrystalline titanium dioxide is initiated becomes. Conveniently, a metatitanic acid slurry is used as in an industrial production process, e.g. B. in sulfate Process as an intermediate product. A typical slurry contains 70 to 90% by mass of solid metatitanic acid and 10 to 30 Mass% water. Impurities, if any, are conveniently located  only in very low concentration. On the other hand, an aqueous Metatitanic acid slurry also by hydrolysis of titanium tetrachloride (the intermediate of the chloride process) in water, followed by Obtain neutralization with aqueous ammonia solution or alkali solution will.

Der Metatitansäureaufschlämmung wird eine wasserlösliche, aktive Komponente zugegeben, die sich bei einer Temperatur, die über der Zersetzungstemperatur von Metatitansäure und der Umwandlungstemperatur von amorphen TiO2 zu Anatas aber unter der Temperatur des beschleunigten Kristallwachstums von TiO2 liegt, rückstandsfrei zersetzt, zugegeben. Die aktive, zersetzliche Verbindung ist ausreichend wasserlöslich, um ein einfaches Mischen mit der wässrigen Metatitansäureaufschlämmung zu ermöglichen. Weiterhin ist die aktive Verbindung ausreichend stabil, um ihren Transport, ihre Lagerung und Handhabung auch im industriellen Maßstab sicher durchführen zu können. Als aktive Verbindung wird bevorzugt eine Verbindung ausgewählt, deren Zersetzungsprodukte leicht aus dem gebildeten TiO2-Produkt entfernt werden können. Es ist auch vorteilhaft, als aktive Verbindung eine Verbindung einzusetzen, die ein Oxidationsmittel ist, um sicherzustellen, dass das Reaktionsprodukt reines TiO2 ist und nicht Anteile an TinO2n - 1 enthält. Bevorzugt wird als aktive Verbindung Ammoniumnitrat (NH4NO3) verwendet.A water-soluble active component is added to the metatitanic acid slurry, which decomposes without residue at a temperature which is above the decomposition temperature of metatitanic acid and the transition temperature from amorphous TiO 2 to anatase but below the temperature of the accelerated crystal growth of TiO 2 . The active, decomposable compound is sufficiently water soluble to allow easy mixing with the aqueous metatitanic acid slurry. Furthermore, the active compound is sufficiently stable to be able to carry it out, store and handle it safely even on an industrial scale. A compound whose decomposition products can be easily removed from the TiO 2 product formed is preferably selected as the active compound. It is also advantageous to use a compound as an active compound which is an oxidizing agent in order to ensure that the reaction product is pure TiO 2 and does not contain any proportions of Ti n O 2n-1 . Ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) is preferably used as the active compound.

Das Gemisch aus wässriger Metatitansäureaufschlämmung und aktiver Komponente wird dann erhitzt, um Wasser zu verdampfen und die Metatitansäure in das gewünschte nanokristalline Titandioxid umzuwandeln. Dies wird bevorzugt in Gegenwart von 1,0 bis 20,0 Masse-% der zersetzlichen, aktiven Komponente durchgeführt. Der Anteil der aktiven zersetzlichen Komponente wird dabei in Abhängigkeit von der Art der verwendeten zersetzlichen Komponente, der Ansatzgröße und der Reaktionsweise ausgewählt. Die Metatitansäureaufschlämmung wird auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Zersetzung der aktiven Komponente eingeleitet wird und welche zwischen 150 und 400°C, bevorzugt zwischen 150 und 350°C und besonders bevorzugt zwischen 150 und 250°C liegt. Die Dauer der Wärmebehandlung wird ebenfalls in Abhängigkeit von der verwendeten zersetzlichen Komponente, der Ansatzgröße und der Reaktionsweise ausgewählt und beträgt bevorzugt 2 bis 100 Stunden, besonders bevorzugt 2 bis 36 Stunden. Nach beendeter Reaktion kann das Reaktionsprodukt, z. B. mit Wasser und Aceton, gewaschen und im Vakuum getrocknet werden, wobei man ein reines, trockenes, weißes Pulver erhält. Die Kristallitform und Kristallitgröße hängt von der verwendeten Metatitansäureaufschlämmung und der zersetzlichen Komponente, der zugesetzten Menge der zersetzlichen Komponente und der Reaktionstemperatur ab. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nanokristallines TiO2 in Anatasform hergestellt werden, dessen Anataskristalle eine Größe zwischen 10 und 55 nm, bevorzugt zwischen 10 und 20 nm aufweisen.The mixture of aqueous metatitanic acid slurry and active component is then heated to evaporate water and convert the metatitanic acid to the desired nanocrystalline titanium dioxide. This is preferably carried out in the presence of 1.0 to 20.0 mass% of the decomposable, active component. The proportion of the active decomposable component is selected depending on the type of decomposable component used, the batch size and the mode of reaction. The metatitanic acid slurry is heated to a temperature at which the decomposition of the active component is initiated and which is between 150 and 400 ° C, preferably between 150 and 350 ° C and particularly preferably between 150 and 250 ° C. The duration of the heat treatment is also selected as a function of the decomposable component used, the batch size and the mode of reaction and is preferably 2 to 100 hours, particularly preferably 2 to 36 hours. After the reaction, the reaction product, e.g. B. with water and acetone, washed and dried in vacuo to give a pure, dry, white powder. The crystallite shape and size depend on the metatitanic acid slurry used and the decomposable component, the amount of the decomposable component added and the reaction temperature. The process according to the invention can be used to produce nanocrystalline TiO 2 in anatase form, the anatase crystals of which have a size between 10 and 55 nm, preferably between 10 and 20 nm.

Grundsätzlich kann für das erfindungsgemäße Verfahren eine beliebige wässrige Metatitansäureaufschlämmung verwendet werden. Bevorzugt verwendet man eine Metatitansäureaufschlämmung, wie sie als Zwischenprodukt der TiO2-Pigmentherstellung nach dem Sulfatverfahren erhalten wird. Eine solche Metatitansäureaufschlämmung fällt üblicherweise mit hoher Reinheit an und ist leicht in großen Mengen erhältlich, sodass sie direkt im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann. Weiterhin ist es bevorzugt, eine durch Hydrolyse von TiCl4 hergestellte Metatitansäureaufschlämmung zu verwenden. TiCl4 fällt z. B. in großem Umfang als Zwischenprodukt beim Chloridverfahren zur TiO2- Pigmentherstellung an.In principle, any aqueous metatitanic acid slurry can be used for the process according to the invention. A metatitanic acid slurry is preferably used, as is obtained as an intermediate in the production of TiO 2 pigments by the sulfate process. Such a metatitanic acid slurry is usually obtained with high purity and is readily available in large quantities, so that it can be used directly in the process according to the invention. It is further preferred to use a metatitanic acid slurry made by hydrolysis of TiCl 4 . TiCl 4 falls e.g. B. on a large scale as an intermediate in the chloride process for TiO 2 pigment production.

Das Gemisch aus Metatitansäureaufschlämmung und aktiver Komponente wird bevorzugt mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 5°C/min. besonders bevorzugt von 0,5 bis 2°C/min bis zur gewünschten Temperatur erhitzt. The mixture of metatitanic acid slurry and active component is preferred at a rate of 0.5 to 5 ° C / min. especially preferably heated from 0.5 to 2 ° C / min to the desired temperature.  

Während des Erhitzens wird das Gemisch bevorzugt bewegt, z. B. mit einer Rührvorrichtung. Man kann auch wenigstens einen Teil der Erhitzungsbehandlung bei verringertem Druck, insbesondere im Vakuum durchführen.During the heating the mixture is preferably agitated, e.g. B. with a Stirrer. You can also at least part of the Heating treatment at reduced pressure, especially in a vacuum carry out.

Bei einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur über 250°C kann es zur Bildung von TiO2-Staub kommen, welcher bevorzugt durch Abkühlung gesammelt wird und somit anschließend dem Verfahren rückgeführt werden kann. Das nach der Wärmebehandlung erhaltene Produkt wird bevorzugt gewaschen, z. B. mit Wasser und Aceton oder anderen wässrigen oder/und organischen Lösungen, um die Reinheit des Produkts weiter zu erhöhen. Nach dem Trocknen, z. B. unter Vakuum, erhält man das Produkt als weißes, trockenes, reines Pulver mit der gewünschten Kristallgröße zwischen 10 und 55 nm. Es ist weiterhin möglich, die Kristallgröße durch eine anschließende Wärmebehandlung des erhaltenen Produkts weiter zu verändern, um Kristalle der gewünschten Größe zu erhalten.In the case of heat treatment at a temperature above 250 ° C., TiO 2 dust can form, which is preferably collected by cooling and can thus be returned to the process. The product obtained after the heat treatment is preferably washed, e.g. B. with water and acetone or other aqueous or / and organic solutions to further increase the purity of the product. After drying, e.g. B. under vacuum, the product is obtained as a white, dry, pure powder with the desired crystal size between 10 and 55 nm. It is also possible to further change the crystal size by subsequent heat treatment of the product obtained in order to give crystals of the desired size receive.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter veranschaulicht.The invention is further illustrated by the following example.

Beispielexample

0,5 kg festes Ammoniumnitrat ( ≧ 98% Reinheit) wird in 0,5 kg Wasser gelöst. Die Lösung wird zu 10 kg einer Metatitansäureaufschlämmung gegeben, die einem industriellen Herstellungsprozess (Sulfatverfahren) entnommen wird. Die resultierende Mischung wird für eine Stunde gerührt, dann bei einer Heizrate von 1°C pro Minute auf 90°C erhitzt und bei dieser Temperatur für eine Stunde unter Evakuierung gerührt. Die Mischung wird bei gleicher Heizrate auf 200°C erhitzt, unter Evakuierung für zwei Tage bei dieser Temperatur gehalten, dann bei gleicher Heizrate auf 250°C erhitzt und unter Evakuierung für einen Tag bei dieser Temperatur gehalten. Das Produkt wird mit Wasser und Aceton gewaschen. Der Feststoff wird bei 110°C im Vakuum getrocknet. Das erhaltene trockene Pulver (6,5 kg) ist Titandioxid in reiner Anatasform mit einer mittleren Kristallitgröße von 11 nm. Durch Auslagern bei 500°C für 2 h lässt sich die Kristallitgröße auf 17 nm, durch Auslagern bei 900°C für 2 h auf 55 nm erhöhen.0.5 kg solid ammonium nitrate (≧ 98% purity) is in 0.5 kg water solved. The solution becomes 10 kg of a metatitanic acid slurry given an industrial manufacturing process (sulfate process) is removed. The resulting mixture is stirred for one hour then heated to 90 ° C at a heating rate of 1 ° C per minute and at this temperature stirred for one hour with evacuation. The mixture is heated to 200 ° C at the same heating rate, with evacuation for two Maintained at this temperature for days, then at the same heating rate to 250 ° C heated and kept at this temperature with evacuation for a day. The product is washed with water and acetone. The solid will dried at 110 ° C in a vacuum. The dry powder obtained (6.5 kg) is titanium dioxide in pure anatase form with an average crystallite size of  11 nm. The crystallite size can be determined by aging at 500 ° C. for 2 h 17 nm, increase to 55 nm by aging at 900 ° C for 2 h.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von nanokristallinem TiO2 in Anatasform mit einer Teilchengröße zwischen 10 und 55 nm, bei dem man von einer Metatiansäureaufschlämmung in Wasser ausgeht, dadurch gekennzeichnet, dass man die Metatitansäureaufschlämmung in Wasser in Gegenwart einer wasserlöslichen aktiven Komponente, die sich bei einer Temperatur, die über der Zersetzungstemperatur von Metatitansäure und der Umwandlungstemperatur von amorphem TiO2 zu Anatas aber unter der Temperatur des beschleunigten Kristallwachstums von TiO2 liegt, rückstandsfrei zersetzt, auf eine die Zersetzung der aktiven Komponente einleitende Temperatur zwischen 150 und 400°C erhitzt.1. A process for the preparation of nanocrystalline TiO 2 in anatase form with a particle size between 10 and 55 nm, which is based on a slurry of metatianic acid in water, characterized in that the slurry of metatitanoic acid in water in the presence of a water-soluble active component which is in a Temperature which is above the decomposition temperature of metatitanic acid and the transition temperature from amorphous TiO 2 to anatase but below the temperature of the accelerated crystal growth of TiO 2 , decomposed without residue, heated to a temperature initiating the decomposition of the active component between 150 and 400 ° C. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als wasserlösliche aktive Komponente Ammoniumnitrat verwendet.2. The method according to claim 1, characterized, that as a water-soluble active component, ammonium nitrate used. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Metatitansäureaufschlämmung verwendet wie sie als Zwischenprodukt der TiO2-Pigmentherstellung nach dem Sulfatverfahren erhalten wird.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one uses a metatitanic acid slurry as it is obtained as an intermediate of the TiO 2 pigment production by the sulfate process. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine durch Hydrolyse von TiCl4 hergestellte Metatitansäureaufschlämmung verwendet. 4. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that one uses a metatitanic acid slurry produced by hydrolysis of TiCl 4 . 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Erhitzung zwischen 2 und 100 Stunden vornimmt.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the heating is done between 2 and 100 hours. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aufschlämmung mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 5 °C/min erhitzt, insbesondere unter Bewegung.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, making the slurry at a rate of 0.5 to 5 ° C / min heated, especially while moving. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man wenigstens einen Teil der Erhitzungsbehandlung im Vakuum durchführt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that you have at least part of the heating treatment in vacuum carries out. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Temperatur über 250°C entwickelten TiO2-Staub durch Abkühlung sammelt.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that TiO 2 dust developed at a temperature above 250 ° C is collected by cooling. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene Produkt gewaschen wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the product obtained is washed.
DE1997125616 1997-06-17 1997-06-17 Production of nano-crystalline titanium di:oxide Expired - Fee Related DE19725616C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997125616 DE19725616C1 (en) 1997-06-17 1997-06-17 Production of nano-crystalline titanium di:oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997125616 DE19725616C1 (en) 1997-06-17 1997-06-17 Production of nano-crystalline titanium di:oxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19725616C1 true DE19725616C1 (en) 1998-11-19

Family

ID=7832752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997125616 Expired - Fee Related DE19725616C1 (en) 1997-06-17 1997-06-17 Production of nano-crystalline titanium di:oxide

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19725616C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001000530A1 (en) * 1999-06-24 2001-01-04 Altair Technologies Inc. Processing aqueous titanium solutions to titanium dioxide pigment
WO2001012555A2 (en) * 1999-06-24 2001-02-22 Altair Technologies Inc. Processing aqueous titanium chloride solutions to ultrafine titanium dioxide
US6890510B2 (en) 2001-07-20 2005-05-10 Altair Nanomaterials Inc. Process for making lithium titanate
US7547490B2 (en) 2001-07-31 2009-06-16 Altairnano Inc. High performance lithium titanium spinel Li4Ti5012 for electrode material
CN101314482B (en) * 2008-06-13 2011-08-24 华东师范大学 Process for synthesizing anatase type titanium dioxide
US8420264B2 (en) 2007-03-30 2013-04-16 Altairnano, Inc. Method for preparing a lithium ion cell

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1925606A1 (en) * 1968-05-22 1970-09-17 Titangmbh Photoreactive Titanium Dioxide Material and Process for Its Manufacture

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1925606A1 (en) * 1968-05-22 1970-09-17 Titangmbh Photoreactive Titanium Dioxide Material and Process for Its Manufacture

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001000530A1 (en) * 1999-06-24 2001-01-04 Altair Technologies Inc. Processing aqueous titanium solutions to titanium dioxide pigment
WO2001012555A2 (en) * 1999-06-24 2001-02-22 Altair Technologies Inc. Processing aqueous titanium chloride solutions to ultrafine titanium dioxide
WO2001012555A3 (en) * 1999-06-24 2001-10-11 Altair Technologies Inc Processing aqueous titanium chloride solutions to ultrafine titanium dioxide
US6890510B2 (en) 2001-07-20 2005-05-10 Altair Nanomaterials Inc. Process for making lithium titanate
US7547490B2 (en) 2001-07-31 2009-06-16 Altairnano Inc. High performance lithium titanium spinel Li4Ti5012 for electrode material
US8420264B2 (en) 2007-03-30 2013-04-16 Altairnano, Inc. Method for preparing a lithium ion cell
CN101314482B (en) * 2008-06-13 2011-08-24 华东师范大学 Process for synthesizing anatase type titanium dioxide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0774443B1 (en) Nanodisperse titanium dioxide, process for its preparation and its use
EP0499863B1 (en) Method for preparation of fine particulate titanium dioxide and fine particulate titanium dioxide
DE69800307T2 (en) Fan-shaped or disk-shaped titanium oxide particles, process for their production and their uses
DE69104759T2 (en) Process for coating metal oxide pigments and pigments obtained.
DE69806924T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A LIGHT-RESISTANT TITANIUM DIOXIDE PIGMENT SLUDGE
DE69633235T2 (en) ULTRAVIOLET ABSORBENT COMPOSITION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE2707229C2 (en) Production of zinc and alkaline earth titanates
EP0142695A1 (en) Flaky pigments, process for preparing them and their use
DE4035418C2 (en) Tungsten oxide / tin oxide composite sol and metal oxide sol and process for their production
DE3348108C2 (en)
EP0405364A1 (en) Conductive needle zinc oxide and process for manufacturing thereof
DE19725616C1 (en) Production of nano-crystalline titanium di:oxide
EP0233975B1 (en) Process for improving dioxide pigments by after-treatment
DE2854200C2 (en) Process for the production of zirconium oxide from technical calcium zirconate
DE68908464T2 (en) Acicular titanium dioxide particles and process for their preparation.
DE2313544A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A TITANIUM DIOXYDPIGMENT
EP0315849B1 (en) Process for preparing nacreous bismuth oxychloride pigments
DE2753009A1 (en) PROCESS FOR PRODUCTION OF RED IRON OXIDE (FE LOW 2 0 LOW 3 ) PIGMENT
DE2732713A1 (en) COLORED PIGMENTS BASED ON TITANIUM COMPOUNDS AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION
EP0627385B1 (en) Process for the preparation of finely divided electrically conductive stannic oxide
DE3623734A1 (en) METHOD FOR PRODUCING MULLITE WITH A HIGH PURE PURITY
DE68903017T2 (en) ACTIVE DERIVATIVE OF ZIRCONIUM AND ITS PRODUCTION.
DE3429678A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A MIXED-PHASE PIGMENT BASED ON IRON OXIDE AND CHROMOXIDE
DE1038018B (en) Process for obtaining starting materials for the production of titanium carbide, nitride or boride
DE2425238A1 (en) PIGMENTS

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee