MD227Z - Process for obtaining nanodispersed titanium dioxide - Google Patents
Process for obtaining nanodispersed titanium dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- MD227Z MD227Z MDS20090160A MDS20090160A MD227Z MD 227 Z MD227 Z MD 227Z MD S20090160 A MDS20090160 A MD S20090160A MD S20090160 A MDS20090160 A MD S20090160A MD 227 Z MD227 Z MD 227Z
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- titanium
- electrolyte
- temperature
- anodic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a dioxidului de titan nanodispers, care poate fi aplicat în procesele de epurare fotocatalitică de denocivizare a apelor naturale şi reziduale, precum şi în diverse domenii ale industriei. The invention relates to a process for obtaining nanodispersed titanium dioxide, which can be applied in photocatalytic purification processes for the decontamination of natural and waste waters, as well as in various fields of industry.
Este cunoscut un procedeu de obţinere a dioxidului de titan, care include oxidarea electrochimică a titanului metalizat în soluţie alcalină de hidroxid de sodiu încălzită până la 70...90°C sub acţiunea unui curent electric variabil la frecvenţă industrială cu prelucrarea termică ulterioară a sedimentului [1]. Însă acest procedeu are o productivitate redusă, temperatura ridicată la prelucrarea termică conduce la formarea structurilor cristaline de dioxid de titan, în special în formă de rutil şi bruchit şi nu asigură posibilitatea obţinerii particulelor cu structură anatază, care posedă activitate catalitică. A process for obtaining titanium dioxide is known, which includes the electrochemical oxidation of metallic titanium in an alkaline solution of sodium hydroxide heated to 70...90°C under the action of a variable electric current at industrial frequency with subsequent thermal processing of the sediment [1]. However, this process has a low productivity, the high temperature during thermal processing leads to the formation of crystalline structures of titanium dioxide, especially in the form of rutile and brucite, and does not provide the possibility of obtaining particles with anatase structure, which possess catalytic activity.
Cea mai apropiată soluţie este un procedeu de obţinere a dioxidului de titan, care include prelucrarea anodică a titanului metalic în electrolit cu prelucrarea termică ulterioară a sedimentului [2]. În acest procedeu în calitate de electrolit se utilizează soluţia de hidroxid de sodiu cu concentraţia 45...46,5% şi procesul are loc cu aplicarea curentului variabil sinusoidal, electroliza are loc la temperatura de 70...90°C, iar prelucrarea termică are loc la temperaturile de 110...900°C. Însă productivitatea acestui procedeu este joasă, iar particulele de precipitat în formă de gel, formate în procesul dizolvării anodice a titanului fiind preponderent de hidroxid de titan (Ti(OH)4) şi/sau oxihidroxid de titan (TiO(OH)2) care greu se supun separării şi filtrării, iar la uscare formează cocoloaşe. După prelucrarea termică a cocoloaşelor este necesară şi zdrobirea lor. În afară de aceasta, limitele temperaturii indicate pentru prelucrarea termică conduc la formarea în special a structurilor de dioxid de titan rutil şi bruchit, care nu posedă activitatea fotocatalitică destul de înaltă şi nu sunt eficiente pentru utilizarea lor în procesele fotocatalitice. The closest solution is a process for obtaining titanium dioxide, which includes anodic processing of metallic titanium in electrolyte with subsequent thermal processing of the sediment [2]. In this process, sodium hydroxide solution with a concentration of 45...46.5% is used as an electrolyte and the process takes place with the application of sinusoidal variable current, electrolysis takes place at a temperature of 70...90°C, and thermal processing takes place at temperatures of 110...900°C. However, the productivity of this process is low, and the gel-like precipitate particles formed in the process of anodic dissolution of titanium are predominantly titanium hydroxide (Ti(OH)4) and/or titanium oxyhydroxide (TiO(OH)2) which are difficult to separate and filter, and form lumps upon drying. After thermal processing of the lumps, their crushing is also necessary. In addition, the temperature limits indicated for thermal processing lead to the formation in particular of rutile and brucite titanium dioxide structures, which do not possess sufficiently high photocatalytic activity and are not efficient for their use in photocatalytic processes.
Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în majorarea activităţii fotocatalitice a suprafeţei şi a eficacităţii utilizării dioxidului de titan în procesele de epurare a apelor reziduale de compuşi organici greu degradabili datorită posibilităţii de formare a acestuia în formă de structură cristalină anatază nanotubulară. The problem solved by the present invention consists in increasing the photocatalytic activity of the surface and the effectiveness of using titanium dioxide in wastewater treatment processes of poorly degradable organic compounds due to the possibility of forming it in the form of a nanotubular anatase crystalline structure.
Procedeul revendicat de obţinere a dioxidului de titan nanodispers include, conform variantei întâi, prelucrarea anodică a titanului metalic în electrolit ce conţine hidrogenofluorură de amoniu, acid sulfuric, oxalat de potasiu-titan şi dietilglicol în următorul raport al componentelor, g/L: The claimed process for obtaining nanodispersed titanium dioxide includes, according to the first variant, the anodic processing of metallic titanium in an electrolyte containing ammonium hydrogen fluoride, sulfuric acid, potassium titanium oxalate and diethyl glycol in the following ratio of components, g/L:
hidrogenofluorură de amoniu 2...5 Acid sulfuric (1,84 g/cm3) 2...3 oxalat de potasiu-titan 3...5 dietilenglicol restulammonium hydrogen fluoride 2...5 Sulfuric acid (1.84 g/cm3) 2...3 potassium titanium oxalate 3...5 diethylene glycol the rest
la o densitate a curentului de 1…2,5 A/cm2, o tensiune la electrozi de 100…140 V, timp de 60…160 min în regim uniform de creştere a temperaturii de la 10 la 50°C, dioxidul de titan nanodispers format se supune prelucrării termice la 350…450°C, timp de 0,5…1,0 oră sau, conform variantei a doua, care include prelucrarea anodică a titanului metalic în electrolit ce conţine hidrogenofluorură de amoniu, acid sulfuric, oxalat de potasiu-titan şi dietilenglicol în următorul raport al componentelor, g/L: at a current density of 1…2.5 A/cm2, an electrode voltage of 100…140 V, for 60…160 min in a uniform temperature increase regime from 10 to 50°C, the formed nanodispersed titanium dioxide is subjected to thermal processing at 350…450°C, for 0.5…1.0 hour or, according to the second variant, which includes anodic processing of metallic titanium in an electrolyte containing ammonium hydrogen fluoride, sulfuric acid, potassium-titanium oxalate and diethylene glycol in the following ratio of components, g/L:
hidrogenofluorură de amoniu 2...5 acid sulfuric (1,84 g/cm3) 2…3 oxalat de potasiu-titan 3...5 dietilenglicol restulammonium hydrogen fluoride 2...5 sulfuric acid (1.84 g/cm3) 2...3 potassium titanium oxalate 3...5 diethylene glycol the rest
la o densitate a curentului de 1…2,5 A/cm2, o tensiune la electrozi de 100…140 V, totodată, prelucrarea anodică se efectuează mai întâi în electrolit rece la temperatura de 10…20°C, timp de 60…120 min, apoi în electrolit încălzit până la o temperatură de 30…50°C, timp 20…40 min cu reiniţierea ulterioară a ciclului de prelucrare anodică, dioxidul de titan nanodispers format se supune prelucrării termice la 350…450°C, timp de 0,5…1,0 oră. at a current density of 1…2.5 A/cm2, an electrode voltage of 100…140 V, at the same time, anodic processing is first carried out in cold electrolyte at a temperature of 10…20°C, for 60…120 min, then in electrolyte heated to a temperature of 30…50°C, for 20…40 min with subsequent restart of the anodic processing cycle, the formed nanodispersed titanium dioxide is subjected to thermal processing at 350…450°C, for 0.5…1.0 hour.
Rezultatul tehnic al prezentei invenţii constă în majorarea activităţii fotocatalitice a suprafeţei şi a eficacităţii utilizării dioxidului de titan în procesele de epurare a apelor reziduale de compuşi organici greu degradabili, datorită posibilităţii de formare a acestuia în formă de structură cristalină anatază nanotubuloră. The technical result of the present invention consists in increasing the photocatalytic activity of the surface and the effectiveness of using titanium dioxide in wastewater treatment processes of poorly degradable organic compounds, due to the possibility of forming it in the form of a nanotubular anatase crystalline structure.
Rezultatul tehnic este condiţionat de un şir de particularităţi ale procesului electrochimic de formare a structurii nanotubulare de dioxid de titan în condiţiile menţionate. The technical result is conditioned by a series of particularities of the electrochemical process of forming the titanium dioxide nanotubular structure under the mentioned conditions.
Procesul de oxidare a titanului la polarizarea anodică a acestuia este însoţit de formarea pentru început a unui strat-barieră subţire de compuşi hidroxidici ai titanului, care contactează direct cu metalul de bază. Stratul de barieră este constituit în special din hidroxid-oxid de titan amorf de tipul TiO(OH)2 şi posedă o rezistenţă electrică sporită. Structura nanotubulară de dioxid de titan se formează datorită stratului de barieră, care se dizolvă selectiv sub acţiunea electrolitului, iar sectoarele periferice din oxid de titan mai stabil chimic nu se distrug, asigurând creşterea continuă a tuburilor perpendicular suprafeţei electrodului. Aceste particularităţi de formare, distrugere şi reînnoire continuă a stratului de barieră determină caracterul formării structurii tubulare a stratului exterior a electrodului titanic. Diametrul interior al nanotuburilor se caracterizează printr-o structură stratificată cu proeminenţe aciforme, care facilitează majorarea suprafeţei specifice active a nanotuburilor. Diametrul nanotuburilor formate se îngustează în adâncime şi grosimea pereţilor lor şi depinde de densitatea curentului anodic şi de tensiunea aplicată la electrozi. The oxidation process of titanium during its anodic polarization is accompanied by the initial formation of a thin barrier layer of titanium hydroxide compounds, which directly contacts the base metal. The barrier layer consists mainly of amorphous titanium hydroxide-oxide of the TiO(OH)2 type and has an increased electrical resistance. The nanotubular structure of titanium dioxide is formed due to the barrier layer, which selectively dissolves under the action of the electrolyte, and the peripheral sectors of more chemically stable titanium oxide are not destroyed, ensuring the continuous growth of the tubes perpendicular to the electrode surface. These features of the formation, destruction and continuous renewal of the barrier layer determine the nature of the formation of the tubular structure of the outer layer of the titanium electrode. The inner diameter of the nanotubes is characterized by a layered structure with aciform protrusions, which facilitates the increase in the specific active surface of the nanotubes. The diameter of the formed nanotubes narrows in depth and the thickness of their walls and depends on the anodic current density and the voltage applied to the electrodes.
La prima etapă este important a menţine regimul de temperatură în limitele 10...20°C pentru excluderea stratificării nanotuburilor de stratul de barieră. Însă, din cauza rezistenţei ohmice mari a stratului de barieră, procesul de electroliză este însoţit de eliminarea unei cantităţi sporite de căldură în zona fundului nanotuburilor. Diminuarea temperaturii şi menţinerea ei la o valoare optimă pentru efectuarea procesului poate fi asigurată prin diferite metode: răcirea întregului volum de electrolit, răcirea internă a metalului anodic prin orientarea căldurii de la electrozi, desfăşurarea procesului de electroliză prin majorarea densităţii curentului, care permite micşorarea timpului de acţiune agresivă a electrolitului asupra oxidului. At the first stage it is important to maintain the temperature regime within 10...20°C to exclude stratification of nanotubes from the barrier layer. However, due to the high ohmic resistance of the barrier layer, the electrolysis process is accompanied by the removal of an increased amount of heat in the area of the bottom of the nanotubes. Reducing the temperature and maintaining it at an optimal value for the process can be ensured by various methods: cooling the entire volume of electrolyte, internal cooling of the anodic metal by directing heat from the electrodes, carrying out the electrolysis process by increasing the current density, which allows reducing the time of aggressive action of the electrolyte on the oxide.
La majorarea temperaturii până la 30...50°C se majorează agresivitatea electrolitului. În aceste condiţii nanotuburile se stratifică de stratul de barieră şi cad la fundul electrolizorului în formă de sediment dispers de nanotuburi, care periodic poate fi înlăturat prin spălare, uscare şi prelucrare termică. Apoi electrozii de titan pot fi încărcaţi de multiple ori în electrolit pentru iniţierea ciclului de obţinere a nanotuburilor. When the temperature increases to 30...50°C, the aggressiveness of the electrolyte increases. Under these conditions, the nanotubes are stratified by the barrier layer and fall to the bottom of the electrolyzer in the form of a dispersed sediment of nanotubes, which can be periodically removed by washing, drying and thermal processing. Then the titanium electrodes can be loaded multiple times into the electrolyte to initiate the cycle of obtaining nanotubes.
Acest proces de sinteză a nanotuburilor poate fi realizat în două moduri. Conform primei variante, electroliza poate fi efectuată cu majorarea treptată a temperaturii în regim uniform, când la prima etapă, la temperaturi joase ale procesului, are loc creşterea nanotuburilor, iar pe măsură creşterii temperaturii până la atingerea temperaturii critice în limitele 30...50°C începe stratificarea nanotuburilor şi căderea lor în precipitat. În acest caz lungimea nanotuburilor va depinde doar de viteza de schimbare a temperaturii electrolitului în timp. This process of nanotube synthesis can be carried out in two ways. According to the first variant, electrolysis can be carried out with a gradual increase in temperature in a uniform regime, when at the first stage, at low temperatures of the process, the growth of nanotubes occurs, and as the temperature increases until the critical temperature is reached within 30...50°C, the stratification of nanotubes and their fall into the precipitate begins. In this case, the length of nanotubes will depend only on the rate of change of the electrolyte temperature over time.
Conform celei de-a doua variante, prelucrarea anodică este efectuată în electrolit rece cu menţinerea temperaturii în limitele 10...20°C, iar la etapa a doua electrozii se scufundă în electrolitul înfierbântat până la 30...50°C şi electroliza are loc cu separarea sedimentului de dioxid de titan nanotubular de la bază. Aceasta permite a regla condiţiile de formare a nanotuburilor cu anumiţi parametri şi proprietăţi. According to the second variant, anodic processing is carried out in cold electrolyte with temperature maintenance within 10...20°C, and at the second stage the electrodes are immersed in the electrolyte heated to 30...50°C and electrolysis occurs with separation of the nanotubular titanium dioxide sediment from the base. This allows to regulate the conditions for the formation of nanotubes with certain parameters and properties.
Introducerea în componenţa electrolitului a oxalatului de potasiu-titan diminuează solubilitatea chimică a particulelor de dioxid de titan care se formează şi se îndepărtează de stratul de barieră, majorând cantitatea lor. Concomitent, aceasta facilitează electroconductibilitatea electrolitului şi diminuarea cheltuielilor energetice pentru proces, deoarece se micşorează şi valoarea tensiunii la electrozi în timpul electrolizei, ceea ce condiţionează majorarea eficacităţii procesului.The introduction of potassium-titanium oxalate into the electrolyte composition reduces the chemical solubility of titanium dioxide particles that form and move away from the barrier layer, increasing their quantity. At the same time, it facilitates the electroconductivity of the electrolyte and reduces the energy costs for the process, since the voltage value at the electrodes during electrolysis is also reduced, which conditions the increase in the efficiency of the process.
După spălarea şi uscarea nanotuburilor obţinute are loc arderea lor la temperatura de 350...450°C, iar formele amorfe de dioxid de titan tranzitează în formă cristalină anatază, care se caracterizează printr-o structură tetragonală, în reţeaua căreia fiecare atom de titan se află în formă de octaedru deformat cu dimensiunile reţelei cristaline a = 3,73 Å, c= 9,37 Å, d = 1,95 Å. Suprafaţa activă a nanoparticulelor de dioxid de titan este cu câteva ordine mai mare în comparaţie cu cele cunoscute. La majorarea temperaturii de prelucrare peste de 450°C, structura anatază trece în structura cristalină de rutil sau bruchit. After washing and drying the obtained nanotubes, their burning takes place at a temperature of 350...450°C, and the amorphous forms of titanium dioxide transit into the anatase crystalline form, which is characterized by a tetragonal structure, in the network of which each titanium atom is in the form of a deformed octahedron with the dimensions of the crystal lattice a = 3.73 Å, c = 9.37 Å, d = 1.95 Å. The active surface of titanium dioxide nanoparticles is several orders of magnitude larger compared to the known ones. When the processing temperature is increased above 450°C, the anatase structure passes into the rutile or brucite crystalline structure.
Activitatea fotocatalitică a suprafeţei nanotuburilor din TiO2, supusă iradierii cu radiaţiei UV, este descrisă în baza structurii benzilor nivelurilor electronice ale acestei legături. Valenţa zonei în TiO2 constă, în special din stările orbitelor oxigenului 2p, hidrolizate cu starea 3d a Ti. Când TiO2 este supus influenţei razelor ultraviolete, electronii din zona cu valenţa (e-) se excită în zona conductibilă, formând goluri (h+), adică TiO2 + hν → TiO2 (e- + h+) . The photocatalytic activity of the surface of TiO2 nanotubes, subjected to UV irradiation, is described based on the band structure of the electronic levels of this bond. The valence band in TiO2 consists mainly of the states of the 2p oxygen orbitals, hydrolyzed with the 3d state of Ti. When TiO2 is subjected to the influence of ultraviolet rays, the electrons in the valence band (e-) are excited into the conduction band, forming holes (h+), i.e. TiO2 + hν → TiO2 (e- + h+).
Se cunoaşte că din trei tipuri de structuri cristaline ale dioxidului de titan (TiO2) - anataz, rutil şi bruchit, doar prima dintre ele posedă o activitate fotocatalitică înaltă. Când TiO2 este supus razelor ultraviolete, electronii de pe straturile superioare (e-) se excită şi eliberându-se formează găuri electronice (h+), astfel are loc formarea perechii electron-gaură electronică conform următoarei reacţii TiO2 + hν → TiO2 (e- + h+) . It is known that out of three types of crystalline structures of titanium dioxide (TiO2) - anatase, rutile and brucite, only the first one possesses high photocatalytic activity. When TiO2 is exposed to ultraviolet rays, the electrons on the upper layers (e-) are excited and, being released, form electron holes (h+), thus the formation of the electron-hole pair occurs according to the following reaction TiO2 + hν → TiO2 (e- + h+).
Radicalul hidroxil ·OH are o reactivitate foarte înaltă, însă este o particulă cu o durată de viaţă foarte scurtă. Superoxidul anion ·O2 - este un radical cu o perioadă de viaţă ceva mai lungă, are sarcină negativă şi este ca şi peroxidul de hidrogen (H2O2), un precursor al radicalului hidroxil ·OH, asigurând destrucţia fotocatalitică a moleculelor organice complexe. The hydroxyl radical ·OH has a very high reactivity, but it is a very short-lived particle. The superoxide anion ·O2 - is a radical with a somewhat longer lifetime, has a negative charge and is, like hydrogen peroxide (H2O2), a precursor of the hydroxyl radical ·OH, ensuring the photocatalytic destruction of complex organic molecules.
Astfel, se asigură atingerea scopurilor orientate spre ridicarea calităţii dioxidului de titan nano-dispers datorită reglării dispersiei particulelor cu formarea în special a structurii cristaline anatază şi a purităţii înalte a produsului finit pentru majorarea eficacităţii proceselor de epurare şi denocivizare fotocatalitică a apelor naturale şi reziduale de poluanţi organici greu degradabili şi substanţe nocive. Thus, the achievement of the goals aimed at improving the quality of nano-dispersed titanium dioxide is ensured due to the regulation of particle dispersion with the formation in particular of the anatase crystalline structure and the high purity of the finished product to increase the effectiveness of the photocatalytic purification and decontamination processes of natural and residual waters of difficultly degradable organic pollutants and harmful substances.
Se ating de asemenea şi scopurile care constau în majorarea activităţii fotocatalitice a suprafeţei şi a eficacităţii utilizării dioxidului de titan în procesele de epurare a apelor reziduale de compuşi organici greu degradabili, datorită posibilităţii de formare a acestuia în formă de structură cristalină anatază nanotubulară. The goals of increasing the photocatalytic activity of the surface and the effectiveness of using titanium dioxide in wastewater treatment processes of poorly degradable organic compounds are also achieved, due to the possibility of forming it in the form of a nanotubular anatase crystalline structure.
Exemplu Example
Titanul metalic a fost supus prelucrării anodice într-un electrolit cu următoarea compoziţie, g/L: Metallic titanium was subjected to anodic processing in an electrolyte with the following composition, g/L:
hidrogenofluorură de amoniu 3 acid sulfuric (1,84 g/cm3) 2 oxalat de potasiu-titan 5 dietilenglicol restulammonium hydrogen fluoride 3 sulfuric acid (1.84 g/cm3) 2 potassium titanium oxalate 5 diethylene glycol the rest
prelucrarea se efectuează cu aplicarea curentului continuu cu densitatea de 1,5 Acm2 şi tensiunea la electrozi de 110 V în două variante. Prelucrarea anodică în prima variantă se efectuează timp de 160 minute în regim uniform de creştere a temperaturii de la 10 la 50°C, sau conform variantei a doua electroliza are loc în condiţii ciclice, la prima etapă prelucrarea anodică are loc în electrolit rece la temperatura de 15°C timp de 120 min şi la cea de-a doua etapă electrozii sunt reîncărcaţi în elecrolitul încălzit până la 40°C şi electroliza se efectuează timp de 40 min pentru separarea sedimentului de dioxid de titan nanotubular, cu reiniţierea ulterioară a ciclului de prelucrare anodică. Eficacitatea procesului a fost determinată conform cantităţii de particule disperse de dioxid de titan în dependenţă de consumul de curent pentru desfăşurarea procesului. În ambele cazuri sedimentul este supus arderii termice la temperatura de 400°C în regim izotermic. The processing is carried out by applying direct current with a density of 1.5 Acm2 and an electrode voltage of 110 V in two variants. The anodic processing in the first variant is carried out for 160 minutes in a uniform temperature increase regime from 10 to 50°C, or according to the second variant, electrolysis takes place under cyclic conditions, at the first stage the anodic processing takes place in cold electrolyte at a temperature of 15°C for 120 min and at the second stage the electrodes are recharged in the electrolyte heated to 40°C and electrolysis is carried out for 40 min to separate the nanotubular titanium dioxide sediment, with the subsequent restart of the anodic processing cycle. The effectiveness of the process was determined according to the amount of dispersed titanium dioxide particles depending on the current consumption for the process. In both cases, the sediment is subjected to thermal combustion at a temperature of 400°C in an isothermal regime.
Paralel a fost efectuată sinteza dioxidului de titan conform celei mai apropiate soluţii. In parallel, the synthesis of titanium dioxide was carried out according to the closest solution.
În condiţii comparabile a fost apreciată suprafaţa specifică a nanoparticulelor, determinate mărimile geometrice în baza microscopiei cu scanare electronică, starea cristalină în baza analizei roentgeno-fazice, precum şi activitatea catalitică la radiaţie UV a suspensiei apoase ce conţine 0,5 g/L de dioxid de titan sintetizat, determinată conform duratei destrucţiei a unui sau mai multor poluanţi organici stabili - benzotiazol cu formula C7H5NS, la concentraţia acestuia în apă de 1,0 mM. Sursa de radiaţie UV - lămpi de tipul ДРП-240, volumul energetic al cărora este de 20 V/m2 în diapazonul lungimilor de undă 200…400 nm. Under comparable conditions, the specific surface area of the nanoparticles was assessed, the geometric sizes were determined based on scanning electron microscopy, the crystalline state was determined based on X-ray phase analysis, as well as the catalytic activity under UV radiation of the aqueous suspension containing 0.5 g/L of synthesized titanium dioxide, determined according to the duration of the destruction of one or more stable organic pollutants - benzothiazole with the formula C7H5NS, at its concentration in water of 1.0 mM. The source of UV radiation - lamps of the DRP-240 type, the energy volume of which is 20 V/m2 in the wavelength range 200…400 nm.
Analiza benzotiazolului şi a gradului de destrucţie în soluţie a fost efectuată prin metoda cromatografiei lichido-gazoase la cromatograful (HPLC Agilent Technology) la coloana (15 x 3 mm) cu faza inversă C18, în sistemul acetonitril:apă (20:80), viteza fluxului fiind de 1 mL/min, detector UV - 265 nm. The analysis of benzothiazole and the degree of destruction in solution was performed by the gas-liquid chromatography method on the chromatograph (HPLC Agilent Technology) on the column (15 x 3 mm) with reversed phase C18, in the acetonitrile:water system (20:80), the flow rate being 1 mL/min, UV detector - 265 nm.
Rezultatele analizei sunt prezentate în tabel The results of the analysis are presented in the table.
№ d/o Condiţiile procesului Indicatorii procesului Densitatea curentului, A/cm2 Temperatura soluţiei la electroliză, °C Durata electrolizei, min Tempe- ratura, °C Dimensiunea particulelor nanotuburilor, nm Starea cristalină Suprafaţa specifică, m2/g Cantitatea specifică de nanotuburi TiO2, g/W·h Durata destrucţiei complete a benzotiazo-lului, min Diametrul interior Grosimea pereţilor 1. Conform invenţiei Varianta 1 1,5 Regim de temperatură nestaţionar 400 200 50 anataz 218,5 1,3 65 Creşterea temperaturii de la 10 la 50°C 90 2. Varianta 2 1,5 Regim de temperatură ciclic în doua etape 400 150 60 anataz 225 1,35 60 Prima etapă 15°C 70 A doua etapă 40°C 20 3. Conform condiţiilor celei mai apropiate soluţii 1,5 80 90 900 95 - rutil 15 0,7 120№ d/o Process conditions Process indicators Current density, A/cm2 Solution temperature during electrolysis, °C Electrolysis duration, min Temperature, °C Nanotube particle size, nm Crystalline state Specific surface area, m2/g Specific amount of TiO2 nanotubes, g/W h Duration of complete destruction of benzothiazole, min Inner diameter Wall thickness 1. According to the invention Variant 1 1.5 Non-stationary temperature regime 400 200 50 anatase 218.5 1.3 65 Temperature increase from 10 to 50°C 90 2. Variant 2 1.5 Cyclic temperature regime in two stages 400 150 60 anatase 225 1.35 60 First stage 15°C 70 Second stage 40°C 20 3. According to the conditions closest solution 1.5 80 90 900 95 - rutile 15 0.7 120
Reieşind din datele obţinute, diametrul nanotuburilor conform procedeului propus este de 150…200 nm, grosimea pereţilor 50…60 nm. Starea cristalină a dioxidului de titan este anatază, în timp ce conform celei mai apropiate soluţii este o structură bruchit. Mărimea suprafeţei specifice active a dioxidului de titan conform condiţiilor invenţiei este cu un ordin mai mare decât în cazul celei mai apropiate soluţii. Based on the obtained data, the diameter of the nanotubes according to the proposed process is 150…200 nm, the wall thickness is 50…60 nm. The crystalline state of titanium dioxide is anatase, while according to the closest solution it is a brucite structure. The size of the specific active surface of titanium dioxide according to the conditions of the invention is an order of magnitude larger than in the case of the closest solution.
1. MD 3977 B1 2009.11.30 1. MD 3977 B1 2009.11.30
2. RU 2255047 C1 2005.06.27 2. RU 2255047 C1 2005.06.27
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20090160A MD227Z (en) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | Process for obtaining nanodispersed titanium dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20090160A MD227Z (en) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | Process for obtaining nanodispersed titanium dioxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD227Y MD227Y (en) | 2010-06-30 |
| MD227Z true MD227Z (en) | 2011-01-31 |
Family
ID=45815049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20090160A MD227Z (en) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | Process for obtaining nanodispersed titanium dioxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD227Z (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2435733C1 (en) * | 2010-07-20 | 2011-12-10 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of producing photocatalytic nanocomposite containing titanium dioxide |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2255047C1 (en) * | 2004-04-06 | 2005-06-27 | Томский политехнический университет | Method for preparing titanium dioxide |
| MD3535G2 (en) * | 2007-03-21 | 2008-10-31 | Государственный Университет Молд0 | Process for nanodispersed titanium dioxide obtaining |
| MD3977B1 (en) * | 2008-11-11 | 2009-11-30 | Universitatea De Stat Din Moldova | Process for nanodispersed titanium dioxide obtaining |
-
2009
- 2009-09-04 MD MDS20090160A patent/MD227Z/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2255047C1 (en) * | 2004-04-06 | 2005-06-27 | Томский политехнический университет | Method for preparing titanium dioxide |
| MD3535G2 (en) * | 2007-03-21 | 2008-10-31 | Государственный Университет Молд0 | Process for nanodispersed titanium dioxide obtaining |
| MD3977B1 (en) * | 2008-11-11 | 2009-11-30 | Universitatea De Stat Din Moldova | Process for nanodispersed titanium dioxide obtaining |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD227Y (en) | 2010-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abbas et al. | Recent advances in the use of TiO 2 nanotube powder in biological, environmental, and energy applications | |
| Li et al. | Defect engineering of air-treated WO3 and its enhanced visible-light-driven photocatalytic and electrochemical performance | |
| Tang et al. | Sulfur-doped highly ordered TiO2 nanotubular arrays with visible light response | |
| Tanveer et al. | Synthesis of CuS flowers exhibiting versatile photo-catalyst response | |
| Nayak et al. | Microwave-assisted greener synthesis of defect-rich tungsten oxide nanowires with enhanced photocatalytic and photoelectrochemical performance | |
| CN101306851B (en) | Method and device for photoacoustic-electric synergistic degradation of organic wastewater based on nano-photocatalytic materials | |
| Liu et al. | Preparation of short, robust and highly ordered TiO2 nanotube arrays and their applications as electrode | |
| CN101537354A (en) | Preparation method of visible-light activated cuprous oxide/titanium dioxide nano-composite photocatalyst and applications thereof | |
| CN101653728A (en) | Preparation method and application thereof for zinc ferrite/titanium dioxide nano compounded visible light photocatalyst | |
| Li et al. | One-step hydrothermal synthesis of CNS-tridoped TiO2-based nanosheets photoelectrode for enhanced photoelectrocatalytic performance and mechanism | |
| Subramanian et al. | TiO2 nanotubes and its composites: Photocatalytic and other photo-driven applications | |
| CN105597719A (en) | Foamed titanium-titanium oxide composite photoelectrocatalytic material and application thereof | |
| Xu et al. | Application of ultrasonic wave to clean the surface of the TiO2 nanotubes prepared by the electrochemical anodization | |
| Li et al. | Facile synthesis of a heterogeneous Li 2 TiO 3/TiO 2 nanocomposite with enhanced photoelectrochemical water splitting | |
| CN102424466A (en) | A kind of treatment method of dye wastewater | |
| CN102311153B (en) | Application of Fe-based Fe2O3 Nanotubes in Visible Light Catalytic Degradation of Dye Wastewater | |
| Wang et al. | Nanosecond pulsed discharge with plasma-functionalized TiO2 for the high efficiency degradation of tetracycline | |
| Ridha et al. | Synthesis and characterization of CuO nanoparticles and TiO2/CuO nanocomposite and using them as photocatalysts | |
| CN104399503B (en) | Iron-nitrogen-fluorine co-doped titanium dioxide nanotube array photocatalyst and preparation method and application thereof | |
| CN104888746A (en) | Preparation method of titanium dioxide nanobelt film with high specific surface area and high photocatalytic performance | |
| Mohamed et al. | Fabrication of titania nanotube arrays in viscous electrolytes | |
| MD227Z (en) | Process for obtaining nanodispersed titanium dioxide | |
| Chen et al. | Construction of titania–ceria nanostructured composites with tailored heterojunction for photocurrent enhancement | |
| CN104803444A (en) | Advanced oxidation pollution control technology and device | |
| KR20140092483A (en) | Conversion method of crystal shape to control titanium dioxide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4Y | Erratum in official gazette with regard to short term patent |
Free format text: CHANGE IN INID 57 |
|
| KA4Y | Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) |