PL212680B1 - Sposób otrzymywania anatazu - Google Patents
Sposób otrzymywania anatazuInfo
- Publication number
- PL212680B1 PL212680B1 PL379312A PL37931206A PL212680B1 PL 212680 B1 PL212680 B1 PL 212680B1 PL 379312 A PL379312 A PL 379312A PL 37931206 A PL37931206 A PL 37931206A PL 212680 B1 PL212680 B1 PL 212680B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- anatase
- autoclave
- hours
- titanium dioxide
- radiation
- Prior art date
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 13
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 17
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 10
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- STOOUUMSJPLRNI-UHFFFAOYSA-N 5-amino-4-hydroxy-3-[[4-[4-[(4-hydroxyphenyl)diazenyl]phenyl]phenyl]diazenyl]-6-[(4-nitrophenyl)diazenyl]naphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC2=CC(S(O)(=O)=O)=C(N=NC=3C=CC(=CC=3)C=3C=CC(=CC=3)N=NC=3C=CC(O)=CC=3)C(O)=C2C(N)=C1N=NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 STOOUUMSJPLRNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000001044 red dye Substances 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania anatazu o ograniczonej fotoaktywnoości. Najważniejszym zadaniem w produkcji białych pigmentów z dwutlenku tytanu jest uzyskanie proszkowego materiału o wysokiej barwie białej oraz ograniczonej fotoaktywności. Fotoaktywność powoduje szybkie starzenie pigmentu, polegające na osadzaniu się produktów reakcji fotokatalitycznej. Mogą to być depozyty pochodzące z rozkładu zanieczyszczeń powietrza, zarówno węglowe jak i nieorganiczne, np. węglowodory, związki rtęci czy ołowiu. W przypadku fotoaktywności pigmentów ciemnienie białych farb następuje w wyniku reakcji dwutlenku tytanu z polimerem wchodzącym w skład farby.
Ponieważ anatazowa forma dwutlenku tytanu jest bardzo aktywna fotokatalitycznie, przemysł kieruje swoją produkcję na uzyskanie rutylowej formy dwutlenku tytanu, która jest praktycznie nieaktywna fotokatalitycznie i głównie ta postać jest stosowana do produkcji farb. Aby uzyskać odmianę rutylową. należy jednak stosować wysokie temperatury kalcynacji, tj. powyżej 600°C. W tych temperaturach otrzymuje się rutyl od wysokiej krystaliczności i niskiej powierzchni właściwej. Często dodaje się modyfikatorów kalcynacji, aby obniżyć temperaturę utylizacji, zwykle o ok. 100°C. Natomiast otrzymywania anatazu prowadzi się w temperaturach 500 - 600°C. Otrzymywanie zarówno anatazu jak i rutylu jest bardzo energochłonne ze względu na długi czas kalcynacji w wysokich temperaturach.
Znany jest z patentu europejskiego Nr EP 1 138 634 sposób otrzymywania tlenku tytanu metodą kalcynacji w temperaturze od 300°C do 600°C w atmosferze par amoniaku i/lub wody amoniakalnej. W patencie tym stosowano odczynnikowej czystości reagenty w celu uzyskania aktywnej fazy anatazowej.
Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr P 372785 sposób otrzymywania nanokrystalicznego anatazu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym, polegający na tym, że przemysłowy zanieczyszczony półprodukt - niekalcynowany uwodniony dwutlenek tytanu w postaci kwasu metatytanowego z technologii siarczanowej poddaje się kalcynacji w atmosferze gazowego amoniaku w temperaturach 106 - 299°C. Korzystnie kwas metatytanowy przed kalcynacją przemywa się wodą i/lub wodą amoniakalną.
Nieoczekiwanie okazało się. że można uzyskać anatazową formę dwutlenku tytanu o ograniczonej fotoaktywności w bardzo łagodnych warunkach, to jest w temperaturach poniżej 200°C. Sposób według wynalazku polegający na tym, że oczyszczony wodą amoniakalną uwodniony dwutlenek tytanu z technologii siarczanowej wygrzewa się w temperaturze do 200°C w atmosferze gazowego amoniaku, charakteryzuje się tym, że proces prowadzi się pod ciśnieniem od 0,8 MPa do 1,5 MPa przez czas do 5 godzin. Wygrzewanie uwodnionego dwutlenku tytanu prowadzi się w temperaturze do 200°C.
Otrzymany w ten sposób anataz jest biały, zawiera pewien udział fazy krystalicznej i form bezpostaciowych, absorbuje promieniowanie w zakresie UV.
Sposób według wynalazku opisany jest w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1 3
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 20 g przefiltrowanego uwodnionego dwutlenku tytanu z technologii siarczanowej i zalano 25% wodą amoniakalną. Objętość całkowita mieszaniny 3 wynosiła ok. 800 cm3. Po dokładnym wymieszaniu, całość pozostawiono na noc, po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Czynność powtarzano trzykrotnie. Pozostałość suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc.
Modyfikację otrzymanego katalizatora przeprowadzono z użyciem autoklawu BLH-800 firmy Berghof W tym celu odważono 4 g prekursora katalizatora przemywanego amoniakiem umieszczano w autoklawie. Do układu wprowadzano gazowy amoniak z butli. Po odcięciu dopływu amoniaku, autoklaw ogrzewano powoli do temperatury 60°C. Po osiągnięciu ciśnienia 0,8 MPa autoklaw pozostawiano w tych warunkach na 4 godziny. Po upływie tego czasu, autoklaw pozostawiono do ostudzenia.
Otrzymany materiał był biały, absorbował promieniowanie głównie w zakresie UV z energią przejścia EG = 3,3 eV. Udział fazy amorficznej wynosił ok. 83%, a udział fazy krystalicznej anatazu wynosił ok. 13%.
Uzyskany materiał użyto w reakcji fotokatalitycznego rozkładu barwników Reactive Red (RR
198) i Direct Green (DG99) oraz fenolu z udziałem promieniowania z zakresu Vis o natężeniu ok. 385 2
W/m2. Do wszystkich badań opisanych w niniejszym zgłoszeniu używano reaktora o pojemności 33
0,25 dm3 reaktor, a stężenie fotokatalizatora wynosiło 0,2 g/dm3.
PL 212 680 B1 3
Dla wyjściowego stężenia barwnika RR 5 mg/dm3 po 5 godz. naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 8% odbarwienie roztworu.
3
Dla wyjściowego stężenia barwnika DG 10 mg/dm3 po 5 godz. naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 2% odbarwienie roztworu.
3
Dla wyjściowego stężenia fenolu 100 mg/dm3 po 5 godzinach naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 0% przemiany.
Dla porównania krystaliczny anataz otrzymany metodą wysokotemperaturową (powyżej 500°C) wykazywał w tych samych warunkach następujące wartości przemiany:
RR - 86%; DG - 53% i fenol - 10,28%.
P r z y k ł a d 2 3
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 20 g przefiltrowanego uwodnionego dwutlenku tytanu z technologii siarczanowej i zalewano 25% wodą amoniakalną. Objętość całkowita mieszaniny 3 ok. 800 cm3. Po dokładnym wymieszaniu, całość pozostawiano na noc. po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Czynność powtarzano trzykrotnie. Pozostałość suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc.
Modyfikację otrzymanego katalizatora przeprowadzano z użyciem autoklawu BLH-800 firmy Berghof. W tym celu odważano 4 g katalizatora i umieszczano w autoklawie. Do układu wprowadzano gazowy amoniak z butli. Po odcięciu dopływu amoniaku, autoklaw ogrzewano powoli do temperatury 120°C. Po osiągnięciu ciśnienia 1,3 MPa autoklaw pozostawiano w tych warunkach na 4 godziny. Po upływie tego czasu, autoklaw pozostawiano do ostudzenia.
Otrzymany materiał był biały, absorbował promieniowanie głównie w zakresie UV z energią przejścia EG = 3,3 eV. Udział fazy amorficznej wynosił ok. 81%, a udział fazy krystalicznej anatazu wynosił ok. 15%.
Uzyskany materiał stosowano w reakcji fotokatalitycznego rozkładu barwników Reactive Red (RR 198) i Direct Green (DG99) oraz fenolu z udziałem promieniowania z zakresu Vis o natężeniu 2 ok. 385 W/m2. Do wszystkich badań opisanych w niniejszym zgłoszeniu używano reaktora o poj. 32
0.25 dm3, a stężenie katalizatora wynosiło 0,2 g/dm2.
3
Dla wyjściowego stężenia barwnika RR 5 mg/dm3 po 5 godz. naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 8% odbarwienie roztworu.
3
Dla wyjściowego stężenia barwnika DG 10 mg/dm3 po 5 godz. naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 11% odbarwienie roztworu.
3
Dla wyjściowego stężenia fenolu 100 mg/dm3 po 5 godzinach naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 0% przemiany.
Dla porównania krystaliczny anataz otrzymany metodą wysokotemperaturową (powyżej 500°C) wykazywał w tych samych warunkach następujące wartości przemiany:
RR - 86%; DG - 53% i fenol - 10,28%.
P r z y k ł a d 3 3
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczano ok. 20 g przefiltrowanego uwodnionego dwutlenku tytanu z technologii siarczanowej i zalewano 25% wodą amoniakalną. Objętość całkowita mieszaniny 3 ok. 800 cm3. Po dokładnym wymieszaniu, całość pozostawiano na noc, po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Czynność powtarzano trzykrotnie. Pozostałość suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc.
Modyfikację otrzymanego katalizatora przeprowadzano z użyciem autoklawu BLH-800 firmy Berghof. W tym celu odważono 4 g katalizatora i umieszczano w autoklawie. Do układu wprowadzano gazowy amoniak z butli. Po odcięciu dopływu amoniaku, autoklaw ogrzewano powoli do temperatury 180°C. Po osiągnięciu ciśnienia 1,5 MPa autoklaw pozostawiano w tych warunkach na 4 godziny. Po upływie tego czasu, autoklaw pozostawiano do ostudzenia.
Otrzymany materiał był biały, absorbował promieniowanie głównie w zakresie UV z energią przejścia EG = 3.3 eV. Udział fazy amorficznej wynosił 0%, a udział fazy krystalicznej anatazu wynosił ok. 97%.
Uzyskany materiał stosowano w reakcji fotokatalitycznego rozkładu barwników Reactive Red (RR 198) i Direct Green (DG99) oraz fenolu z udziałem promieniowania z zakresu Vis o natężeniu ok. 2
385 W/m2. Do wszystkich badań opisanych w niniejszym zgłoszeniu używano reaktora o poj.
0,25 dm3. a stężenie katalizatora wynosiło 0,2 g/dm2.
3
Dla wyjściowego stężenia barwnika RR 5 mg/dm3 po 5 godz. naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 41% odbarwienie roztworu.
PL 212 680 B1 3
Dla wyjściowego stężenia barwnika DG 10 mg/dm3 po 5 godz. naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 19% odbarwienie roztworu.
3
Dla wyjściowego stężenia fenolu 100 mg/dm3 po 5 godzinach naświetlania promieniowaniem VIS uzyskano 0% przemiany.
Dla porównania krystaliczny anataz otrzymany metodą wysokotemperaturową (powyżej 500°C) wykazywał w tych samych warunkach następujące stopnie przemiany:
RR - 86%; DG - 53% i fenol - 10,28%.
Claims (1)
- Sposób otrzymywania anatazu polegający na tym, że oczyszczony wodą amoniakalną uwodniony dwutlenek tytanu z technologii siarczanowej wygrzewa się w podwyższonej temperaturze gazowego amoniaku, znamienny tym, że proces prowadzi się w autoklawie pod ciśnieniem od 0,8 MPa do 1,5 MPa przez czas do 5 godzin, przy czym wygrzewanie uwodnionego dwutlenku tytanu prowadzi się w temperaturze do 200°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL379312A PL212680B1 (pl) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Sposób otrzymywania anatazu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL379312A PL212680B1 (pl) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Sposób otrzymywania anatazu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL379312A1 PL379312A1 (pl) | 2007-10-01 |
| PL212680B1 true PL212680B1 (pl) | 2012-11-30 |
Family
ID=43015539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL379312A PL212680B1 (pl) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Sposób otrzymywania anatazu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL212680B1 (pl) |
-
2006
- 2006-03-28 PL PL379312A patent/PL212680B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL379312A1 (pl) | 2007-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Arbuj et al. | Preparation, characterization and photocatalytic activity of TiO2 towards methylene blue degradation | |
| Rey et al. | WO3–TiO2 based catalysts for the simulated solar radiation assisted photocatalytic ozonation of emerging contaminants in a municipal wastewater treatment plant effluent | |
| Ismail et al. | Impact of supercritical drying and heat treatment on physical properties of titania/silica aerogel monolithic and its applications | |
| Elhalil et al. | Synthesis, characterization and efficient photocatalytic activity of novel Ca/ZnO-Al2O3 nanomaterial | |
| Konyar et al. | Sintering temperature effect on photocatalytic efficiencies of ZnO/TiO2 composite plates | |
| Mahyar et al. | Characterization and photocatalytic activity of SiO2-TiO2 mixed oxide nanoparticles prepared by sol-gel method | |
| Tobaldi et al. | Photocatalytic activity for exposed building materials | |
| Noroozi et al. | Preparation and characterization of ZrO2-Cr2O3 nanocomposite as a pn heterojunction by a facile sol-gel method: A kinetic investigation on the removal of p-nitrophenol dye from aqueous media | |
| Permadani et al. | The composite of ZrO2-TiO2 produced from local zircon sand used as a photocatalyst for the degradation of methylene blue in a single batik dye wastewater | |
| CN109317129A (zh) | 一种微米尺度高活性氧化镁光催化剂的制备方法 | |
| Ryu et al. | Hydrothermal synthesis of titanium dioxides from peroxotitanate solution using different amine group-containing organics and their photocatalytic activity | |
| Joseph et al. | Photodegradation of indigo dye using TiO2 and TiO2/zeolite system | |
| Rhee et al. | Template-free hydrothermal synthesis of high surface area nitrogen-doped titania photocatalyst active under visible light | |
| Hofer et al. | Thermally stable and photocatalytically active titania for ceramic surfaces | |
| JP2011519721A (ja) | 光触媒活性を有するＴｉＯ２成形体 | |
| Guesh et al. | Ethiopian natural zeolites for photocatalysis | |
| PL212680B1 (pl) | Sposób otrzymywania anatazu | |
| Mammadov et al. | Photocatalytic degradation of organic pollutants in air by application of titanium dioxide nanoparticles | |
| Changgen et al. | Study on photodegradation of Azo dye by polyoxometalates/polyvinyl alcohol | |
| Wannapop et al. | Novel synthesis of Cl/N Co-doped TiO2 nanoparticles for enhanced photocatalytic activity | |
| Tharakeswari et al. | Kaolin-Calcium Carbonate-Titanium Dioxide (KCT) Composites for Decolourisation of Reactive Dye Effluent. | |
| Diego-Rucabado et al. | Photocatalytic activity of undoped and Mn-and Co-doped TiO 2 nanocrystals incorporated in enamel coatings on stainless steel | |
| RU2380318C2 (ru) | Углеродсодержащий фотокатализатор на основе диоксида титана, способ его получения и применение (варианты) | |
| CN103084163B (zh) | 空心轻质玻璃球表面镀Bi2O3/TiO2光催化薄膜的工艺 | |
| Sikdar et al. | Aqueous phase photodegradation of rhodamine B and p-nitrophenol desctruction using titania based nanocomposites |