RU2349549C2 - Method for production of nanosize particles of titanium dioxide - Google Patents

Method for production of nanosize particles of titanium dioxide Download PDF

Info

Publication number
RU2349549C2
RU2349549C2 RU2007116896/15A RU2007116896A RU2349549C2 RU 2349549 C2 RU2349549 C2 RU 2349549C2 RU 2007116896/15 A RU2007116896/15 A RU 2007116896/15A RU 2007116896 A RU2007116896 A RU 2007116896A RU 2349549 C2 RU2349549 C2 RU 2349549C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium
titanium dioxide
water
production
equal
Prior art date
Application number
RU2007116896/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007116896A (en
Inventor
Виктор Львович Волков (RU)
Виктор Львович Волков
Галина Степановна Захарова (RU)
Галина Степановна Захарова
Original Assignee
Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук
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 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук filed Critical Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук
Priority to RU2007116896/15A priority Critical patent/RU2349549C2/en
Publication of RU2007116896A publication Critical patent/RU2007116896A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2349549C2 publication Critical patent/RU2349549C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: nanotechnologies.
SUBSTANCE: invention is related to methods for production of nanosize particles of titanium dioxide, which may be used as photocatalysts, light sensitive materials of sun batteries, photo luminophors, as cathode materials of chemical current sources. Method for production of such particles of titanium dioxide includes hydrolysis of water solution that contains titanium ions, in presence of acid during heating. Water solution containing titanium ions is produced by dissolution of titanium hydride or metal titanium in 37% hydrochloric or 96% sulfuric acid dissolved with water, accordingly, as 1:2 or 1:3.4, to obtain ratio of Ti+3 : Cl-, equal to 1:6, or Ti+3 : SO42-, equal to 1:3. Hydrolysis may be performed in presence of nickel chloride or cobalt chloride.
EFFECT: invention makes it possible to simplify production of nanosize particles of titanium dioxide of different shape - in the form of nanobars, nanorods, nanoneedles, without negative effect at environment.
4 dwg, 7 ex

Description

Изобретение относится к способам получения наноразмерных частиц диоксида титана, которые могут быть использованы в качестве фотокатализаторов, светочувствительных материалов солнечных батарей, фотолюминофоров, в качестве катодных материалов химических источников тока.The invention relates to methods for producing nanosized particles of titanium dioxide, which can be used as photocatalysts, photosensitive materials of solar cells, photoluminophores, as cathode materials of chemical current sources.

Известен гидролитический способ получения анатаза диоксида титана в форме нанопрутков (Lin Y.-T., Zeng T.-W., Lai W.-Z. et al. "Efficient photoinduced charge transfer in TiO2 nanorod/conjugated polymer hybrid materials" Nanotechnology, 2006, v.17, p.5781-5785). Известный способ заключается в следующем: олеиновую кислоту перемешивают при 120°С в течение 1 ч, охлаждают до 90°С и выдерживают при этой температуре. Затем добавляют титан изопропоксид, перемешивают 5 минут и добавляют водный раствор триметиламина-N-оксида дигидрата в качестве катализатора поликонденсации. Процесс продолжается несколько часов до окончания гидролиза и кристаллизации. Конечный продукт содержит нанопрутки диоксида титана диаметром 4 нм и длиною 20-40 нм. Конечный продукт промывают этанолом и отделяют нанопрутки диоксида титана центрифугированием.A known hydrolytic method for producing anatase of titanium dioxide in the form of nanorods (Lin Y.-T., Zeng T.-W., Lai W.-Z. et al. "Efficient photoinduced charge transfer in TiO 2 nanorod / conjugated polymer hybrid materials" Nanotechnology , 2006, v.17, p.5781-5785). The known method consists in the following: oleic acid is stirred at 120 ° C for 1 h, cooled to 90 ° C and maintained at this temperature. Then titanium isopropoxide is added, stirred for 5 minutes and an aqueous solution of trimethylamine-N-oxide dihydrate is added as a polycondensation catalyst. The process continues for several hours until the end of hydrolysis and crystallization. The final product contains titanium dioxide nanorods with a diameter of 4 nm and a length of 20-40 nm. The final product is washed with ethanol and the titanium dioxide nanorods are separated by centrifugation.

К недостаткам известного способа относится необходимость использования в процессе органических соединений, которые, адсорбируясь на нанопрутках диоксида титана, загрязняют конечный продукт. Кроме того, процесс усложняется необходимостью центрифугирования нанопрутков вследствие их слишком малого размера.The disadvantages of this method include the need to use organic compounds in the process, which, being adsorbed on nanotubes of titanium dioxide, pollute the final product. In addition, the process is complicated by the need for centrifugation of nanorods due to their too small size.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является гидролитический способ получения диоксида титана в форме сферических наночастиц путем гидролиза раствора, содержащего ионы четырехвалентного титана (патент США №4803064, М.Кл. С01G 23/053, 1989 г.) (прототип). В известном способе к смеси растворов концентрированной серной кислоты и концентрированного четыреххлористого титана постепенно прибавляют при перемешивании соляную кислоту. Полученный раствор выливают в воду, в которой предварительно растворен полиэлектролит при постоянном перемешивании. Далее полученный раствор добавляют к дистиллированной воде и нагревают при 104°С в течение 1,5 ч при перемешивании. Образовавшуюся суспензию центрифугируют, полученный продукт промывают водой и сушат при 120°С. Согласно данным электронно-микроскопических исследований получают сферические наночастицы диоксида титана со структурой анатаза, диаметр которых равен 0,2-1,5 нм.Closest to the proposed technical solution is a hydrolytic method for producing titanium dioxide in the form of spherical nanoparticles by hydrolysis of a solution containing tetravalent titanium ions (US patent No. 4803064, M. C. C01G 23/053, 1989) (prototype). In the known method, hydrochloric acid is gradually added to a mixture of solutions of concentrated sulfuric acid and concentrated titanium tetrachloride with stirring. The resulting solution was poured into water in which the polyelectrolyte was previously dissolved with constant stirring. Next, the resulting solution was added to distilled water and heated at 104 ° C for 1.5 hours with stirring. The resulting suspension is centrifuged, the resulting product is washed with water and dried at 120 ° C. According to the data of electron microscopic studies, spherical nanoparticles of titanium dioxide with an anatase structure, the diameter of which is 0.2-1.5 nm, are obtained.

Недостатком известного способа является использование в качестве исходных концентрированной серной кислоты и раствора четыреххлористого титана, пары которого оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду, значительно ухудшая экологическую обстановку. Кроме того, процесс усложняется необходимостью центрифугирования наночастиц вследствие их слишком малого размера, а также сложностью имплантации их в электронные схемы.A disadvantage of this method is the use of concentrated sulfuric acid and a solution of titanium tetrachloride, the vapors of which have a negative impact on the environment, significantly worsening the environmental situation as the starting materials. In addition, the process is complicated by the need for centrifugation of nanoparticles due to their too small size, as well as the difficulty of implanting them into electronic circuits.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать более простой способ получения наноразмерных частиц диоксида титана, не оказывающий отрицательного воздействия на окружающую среду.Thus, the authors were faced with the task of developing a simpler method for producing nanosized particles of titanium dioxide, which does not adversely affect the environment.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения наноразмерных частиц диоксида титана путем гидролиза водного раствора, содержащего ионы титана, в присутствии кислоты при нагревании, в котором водный раствор, содержащий ионы титана, получают растворением гидрида титана или металлического титана в соляной или серной кислоте, разбавленной водой 1:2 или 1:3.4 соответственно, и необязательно гидролиз проводят в присутствии растворимой соли неорганической кислоты металла VIII группы периодической системы элементов Менделеева.The problem is solved in the proposed method for producing nanosized particles of titanium dioxide by hydrolysis of an aqueous solution containing titanium ions in the presence of an acid by heating, in which an aqueous solution containing titanium ions is obtained by dissolving titanium hydride or metallic titanium in hydrochloric or sulfuric acid diluted with water 1: 2 or 1: 3.4, respectively, and optionally hydrolysis is carried out in the presence of a soluble salt of an inorganic acid of a metal of group VIII of the periodic system of Mendeleev's elements.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения наноразмерных частиц диоксида титана, в котором для получения водного раствора, содержащего ионы титана, в качестве исходного используют гидрид титана или металлический титан.Currently, from the patent and scientific literature there is no known method for producing nanosized particles of titanium dioxide, in which to obtain an aqueous solution containing titanium ions, titanium hydride or titanium metal is used as the starting material.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Берут порошок гидрида титана (TiH2) или металлический титан и растворяют в разбавленной водой 1:2 37%-ной соляной кислоте или в разбавленной водой 1:3,4 96%-ной серной кислоте до получения соотношения Ti+3:Cl1-(SO42-), равного 1:6(3). Необязательно добавляют растворимую соль неорганической кислоты металла VIII группы периодической системы элементов Менделеева в количестве, необходимом для получения диоксида титана, допированного элементом VIII группы, например СохTiO2, NixTiO2. Полученный водный раствор, содержащий ионы трехвалентного титана, нагревают до температуры 100-150°С и при этой температуре выдерживают 15-20 ч. После чего охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при 80°С в течение 2-х ч. По данным фазового анализа полученный сухой продукт представляет собой диоксид титана со структурой анатаза и согласно электронно-микроскопическим исследованиям состоит из частиц в форме нанопрутков диаметром 5-15 нм и длиной до 500 нм. В случае добавления растворимой соли неорганической кислоты металла VIII группы периодической системы элементов Менделеева получают наноразмерные частицы диоксида титана, допированного элементом VIII группы, в виде наностержней или наноигл.The proposed method can be implemented as follows. A powder of titanium hydride (TiH 2 ) or metallic titanium is taken and dissolved in 1: 2 37% hydrochloric acid diluted with water or 1: 3.4 96% sulfuric acid diluted with water to obtain a ratio of Ti +3 : Cl 1- (SO 4 2- ), equal to 1: 6 (3). Optionally, a soluble salt of an inorganic acid of a metal of group VIII of the periodic table of the periodic elements is added in an amount necessary to obtain titanium dioxide doped with an element of group VIII, for example, Co x TiO 2 , Ni x TiO 2 . The resulting aqueous solution containing trivalent titanium ions is heated to a temperature of 100-150 ° C and maintained at this temperature for 15-20 hours. After which it is cooled to room temperature, the precipitate is filtered off, washed with water and ethanol and dried at 80 ° C for 2 -h. According to phase analysis, the resulting dry product is titanium dioxide with an anatase structure and, according to electron microscopic studies, consists of particles in the form of nanorods with a diameter of 5-15 nm and a length of up to 500 nm. In the case of adding a soluble salt of an inorganic acid of a metal of group VIII of the periodic system of Mendeleev's elements, nanosized particles of titanium dioxide doped with an element of group VIII are obtained in the form of nanorods or nano needles.

Проведенные авторами исследования позволили сделать вывод, что именно использование при приготовлении реакционной смеси для проведения гидролиза в качестве исходного гидрида титана, при растворении которого в кислоте получают водный раствор, содержащий ионы трехвалентного титана, обеспечивает возможность получения нанопрутков диоксида титана со структурой анатаза. В случае проведения процесса гидролиза водного раствора, содержащего ионы только четырехвалентного титана, получают порошок диоксида титана в виде частиц неопределенной формы или их агрегатов. Порошок наноразмерных частиц диоксида титана может быть получен в форме прутков по предлагаемому способу без использования органического катализатора процесса гидролиза, который загрязняет конечный продукт, как предлагается в известных способах получения. Авторами установлено, что в предлагаемом способе роль катализатора выполняет ион трехвалентного титана.The studies conducted by the authors allowed us to conclude that it is the use of titanium hydride as the initial hydride in the preparation of the reaction mixture for hydrolysis, when dissolved in an acid that produces an aqueous solution containing trivalent titanium ions, which makes it possible to obtain titanium dioxide nanorods with anatase structure. In the case of carrying out the process of hydrolysis of an aqueous solution containing only tetravalent titanium ions, titanium dioxide powder is obtained in the form of particles of an indefinite shape or their aggregates. The powder of nanosized particles of titanium dioxide can be obtained in the form of rods according to the proposed method without using an organic catalyst for the hydrolysis process, which contaminates the final product, as proposed in the known methods of obtaining. The authors found that in the proposed method, the role of the catalyst is played by the ion of trivalent titanium.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.The proposed method is illustrated by the following examples.

Пример 1. Берут 0,5 г дигидрида титана (TiH2) и растворяют в 15 мл разбавленной водой 1:2 37%-ной соляной кислоте (HCl). Получают раствор, содержащий Ti+3, при соотношении Ti+3: Cl-1, равном 1:6. К полученному раствору добавляют воду до общего объема 30 мл и нагревают при 120°С в течение 20 ч. Затем охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при температуре 80°С в течение 2-х ч. Согласно данным просвечивающего электронно-микроскопического анализа, электронной дифракции и фазового анализа полученный сухой продукт состоит из нанопрутков диаметром 5-15 нм и длиной 30-500 нм диоксида титана со структурой анатаза.Example 1. Take 0.5 g of titanium dihydride (TiH 2 ) and dissolved in 15 ml of diluted with water 1: 2 37% hydrochloric acid (HCl). Get a solution containing Ti +3 , with a ratio of Ti +3 : Cl -1 equal to 1: 6. Water was added to the resulting solution to a total volume of 30 ml and heated at 120 ° C for 20 hours. Then it was cooled to room temperature, the precipitate was filtered off, washed with water and ethanol and dried at a temperature of 80 ° C for 2 hours. According to the data transmission electron microscopy analysis, electron diffraction and phase analysis of the obtained dry product consists of nanorods with a diameter of 5-15 nm and a length of 30-500 nm of titanium dioxide with an anatase structure.

На фиг.1 приведено изображение отдельных нанопрутков TiO2, полученное на просвечивающем электронном микроскопе.Figure 1 shows the image of individual nanowires TiO 2 obtained by transmission electron microscope.

Пример 2. Берут 0,5 г дигидрида титана (TiH2) и растворяют в 15 мл разбавленной водой 1:3,4 96%-ной серной кислоте (H2SO4). Получают раствор, содержащий Ti+3, при соотношении Ti+3: SO42-, равном 1:3. К полученному раствору добавляют воду до общего объема 30 мл и нагревают при 120°С в течение 20 ч. Затем охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при температуре 80°С в течение 2-х ч. Согласно данным просвечивающего электронно-микроскопического анализа, электронной дифракции и фазового анализа полученный сухой продукт состоит из нанопрутков диаметром 5-15 нм и длиной 30-500 нм диоксида титана со структурой анатаза.Example 2. Take 0.5 g of titanium dihydride (TiH 2 ) and dissolved in 15 ml diluted with water 1: 3,4 96% sulfuric acid (H 2 SO 4 ). Get a solution containing Ti +3 , with a ratio of Ti +3 : SO 4 2- , equal to 1: 3. Water was added to the resulting solution to a total volume of 30 ml and heated at 120 ° C for 20 hours. Then it was cooled to room temperature, the precipitate was filtered off, washed with water and ethanol and dried at a temperature of 80 ° C for 2 hours. According to the data transmission electron microscopy analysis, electron diffraction and phase analysis of the obtained dry product consists of nanorods with a diameter of 5-15 nm and a length of 30-500 nm of titanium dioxide with an anatase structure.

На фиг.2 приведено изображение отдельных нанопрутков TiO2, полученное на просвечивающем электронном микроскопе.Figure 2 shows the image of individual nanorods TiO 2 obtained by transmission electron microscope.

Пример 3. Берут 0,5 г дигидрида титана (TiH2) и растворяют в 15 мл разбавленной водой 1:2 37%-ой соляной кислоте (HCl). Получают раствор, содержащий Ti3+, при соотношении Ti3+:Cl1-, равному 1:6. К полученному раствору добавляют воду до общего объема 30 мл и 1,25 г соли дихлорида кобальта гидрата (CoCl2·6Н2О), а затем нагревают при 130°С в течение 20 ч. Затем охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при температуре 80°С в течение 2-х ч. Согласно данным сканирующего электронно-микроскопического анализа полученный сухой продукт состоит из наностержней диаметром 15-30 нм и длиной несколько мкм диоксида титана, допированного кобальтом состава Co0,01TiO2.Example 3. Take 0.5 g of titanium dihydride (TiH 2 ) and dissolved in 15 ml of diluted with water 1: 2 37% hydrochloric acid (HCl). Get a solution containing Ti 3+ , with a ratio of Ti 3+ : Cl 1- equal to 1: 6. Water was added to the resulting solution to a total volume of 30 ml and 1.25 g of cobalt dichloride salt of hydrate (CoCl 2 · 6H 2 O), and then heated at 130 ° C for 20 hours. Then it was cooled to room temperature, the precipitate was filtered off, washed water and ethanol and dried at a temperature of 80 ° C for 2 hours. According to scanning electron microscopic analysis, the obtained dry product consists of nanorods with a diameter of 15-30 nm and a length of several microns of titanium dioxide doped with cobalt of the composition Co 0.01 TiO 2 .

На фиг.3 приведено изображение наностержней Co0,01TiO2, полученное на сканирующем электронном микроскопе.Figure 3 shows the image of the nanorods Co 0.01 TiO 2 obtained by scanning electron microscope.

Пример 4. Берут 0,5 г дигидрида титана (TiH2) и растворяют в 15 мл разбавленной водой 1:2 37%-ной соляной кислоте (HCl). Получают раствор, содержащий Ti3+, при соотношении Ti3+:Cl1-, равном 1:6. К полученному раствору добавляют воду до общего объема 30 мл и 1,25 г соли дихлорида никеля гидрата (NiCl2·6H2O), а затем нагревают при 130°С в течение 20 ч. Затем охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при температуре 80°С в течение 2-х ч. Согласно данным сканирующего электронно-микроскопического анализа полученный сухой продукт состоит из наноигл диаметром 10-20 нм и длиной несколько мкм диоксида титана, допированного никелем состава Ni0,01TiO2.Example 4. Take 0.5 g of titanium dihydride (TiH 2 ) and dissolved in 15 ml of diluted with water 1: 2 37% hydrochloric acid (HCl). Get a solution containing Ti 3+ , with a ratio of Ti 3+ : Cl 1- equal to 1: 6. Water was added to the resulting solution to a total volume of 30 ml and 1.25 g of a nickel dichloride hydrate salt (NiCl 2 · 6H 2 O), and then heated at 130 ° C for 20 hours. Then it was cooled to room temperature, the precipitate was filtered off, washed water and ethanol and dried at a temperature of 80 ° C for 2 hours. According to scanning electron microscopic analysis, the obtained dry product consists of nano needles with a diameter of 10-20 nm and a length of several microns of titanium dioxide doped with nickel of the composition Ni 0.01 TiO 2 .

На фиг.4 приведено изображение наноигл Nio0,01TiO2, полученное на сканирующем электронном микроскопе.Figure 4 shows the image of the nano-needle Nio 0.01 TiO 2 obtained by scanning electron microscope.

Пример 5. Берут 0,5 г порошка металлического титана и растворяют в 15 мл разбавленной водой 1:2 37%-ной соляной кислоте (HCl). Получают раствор, содержащий Ti3+, при соотношении Т3+:Cl1-, равном 1:6. К полученному раствору добавляют воду до общего объема 30 мл, а затем нагревают при 150°С в течение 15 ч. Затем охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при температуре 80°С в течение 2-х ч. Согласно данным сканирующего электронно-микроскопического анализа полученный сухой продукт состоит из нанопрутков диаметром 15-25 нм и длиной до 500 мкм диоксида титана.Example 5. Take 0.5 g of a powder of titanium metal and dissolve in 15 ml diluted with water 1: 2 37% hydrochloric acid (HCl). Get a solution containing Ti 3+ , with a ratio of T 3+ : Cl 1- equal to 1: 6. Water was added to the resulting solution to a total volume of 30 ml, and then heated at 150 ° C for 15 hours. Then it was cooled to room temperature, the precipitate was filtered off, washed with water and ethanol, and dried at 80 ° C for 2 hours. According to scanning electron microscopic analysis, the resulting dry product consists of nanorods with a diameter of 15-25 nm and a length of up to 500 μm titanium dioxide.

Пример 6. Берут 0,5 г дигидрида титана (TiH2) и растворяют в 15 мл разбавленной водой 1:3,4 96%-ной серной кислоте (H2SO4). Получают раствор, содержащий Ti3+ при соотношении Ti3+:SO42-, равном 1:3. К полученному раствору добавляют воду до общего объема 30 мл и 1,48 г соли сульфата кобальта гидрата (CoSO4·7H2O), а затем нагревают при 140°С в течение 20 ч. Затем охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при температуре 80°С в течение 2-х ч. Согласно данным сканирующего электронно-микроскопического анализа полученный сухой продукт состоит из нанопрутков диаметром 10-30 нм и длиной несколько мкм диоксида титана, допированного кобальтом состава Со0,01TiO2.Example 6. Take 0.5 g of titanium dihydride (TiH 2 ) and dissolved in 15 ml diluted with water 1: 3,4 96% sulfuric acid (H 2 SO 4 ). Get a solution containing Ti 3+ at a ratio of Ti 3+ : SO 4 2- equal to 1: 3. Water was added to the resulting solution to a total volume of 30 ml and 1.48 g of cobalt sulfate hydrate salt (CoSO 4 · 7H 2 O), and then heated at 140 ° С for 20 h. Then it was cooled to room temperature, the precipitate was filtered off, washed water and ethanol and dried at a temperature of 80 ° C for 2 hours. According to scanning electron microscopic analysis, the obtained dry product consists of nanorods with a diameter of 10-30 nm and a length of several microns of titanium dioxide doped with cobalt of composition 0.01 0.01 TiO 2 .

Пример 7. Берут 0,5 г порошка металлического титана и растворяют в 15 мл разбавленной водой 1:3,4 96%-ной серной кислоте (H2SO4). Получают раствор, содержащий Ti3+, при соотношении Ti3+:SO42-, равном 1:3. К полученному раствору добавляют воду до общего объема 30 мл, а затем нагревают при 150°С в течение 15 ч. Затем охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при температуре 80°С в течение 2-х ч. Согласно данным сканирующего электронно-микроскопического анализа полученный сухой продукт состоит из нанопрутков диаметром 15-25 нм и длиной до 500 мкм диоксида титана TiO2.Example 7. Take 0.5 g of a powder of titanium metal and dissolve in 15 ml diluted with water 1: 3,4 96% sulfuric acid (H 2 SO 4 ). Get a solution containing Ti 3+ , with a ratio of Ti 3+ : SO 4 2- equal to 1: 3. Water was added to the resulting solution to a total volume of 30 ml, and then heated at 150 ° C for 15 hours. Then it was cooled to room temperature, the precipitate was filtered off, washed with water and ethanol, and dried at 80 ° C for 2 hours. According to scanning electron microscopic analysis, the resulting dry product consists of nanorods with a diameter of 15-25 nm and a length of up to 500 μm titanium dioxide TiO 2 .

Пример 8. Берут 0,5 г дигидрида титана (TiH2) и растворяют в 15 мл разбавленной водой 1:3,4 96%-ной серной кислоте (H2SO4). Получают раствор, содержащий Ti3+ при соотношении Ti3+:SO42-, равном 1:3. К полученному раствору добавляют воду до общего объема 30 мл и 1,48 г соли сульфата никеля гидрата (NiSO4·6H2O), а затем нагревают при 140°С в течение 20 ч. Затем охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат при температуре 80°С в течение 2-х ч. Согласно данным сканирующего электронно-микроскопического анализа полученный сухой продукт состоит из нанопрутков диаметром 10-30 нм и длиной несколько мкм диоксида титана, допированного никелем состава Ni0,01TiO2.Example 8. Take 0.5 g of titanium dihydride (TiH 2 ) and dissolved in 15 ml of diluted with water 1: 3,4 96% sulfuric acid (H 2 SO 4 ). Get a solution containing Ti 3+ at a ratio of Ti 3+ : SO 4 2- equal to 1: 3. Water was added to the resulting solution to a total volume of 30 ml and 1.48 g of a nickel sulfate salt of hydrate (NiSO 4 · 6H 2 O), and then heated at 140 ° C for 20 hours. Then it was cooled to room temperature, the precipitate was filtered off, washed water and ethanol and dried at a temperature of 80 ° C for 2 hours. According to scanning electron microscopic analysis, the obtained dry product consists of nanorods with a diameter of 10-30 nm and a length of several microns of titanium dioxide doped with nickel of the composition Ni 0.01 TiO 2 .

Таким образом, авторами предлагается простой способ получения наноразмерных частиц диоксида титана различной формы - в виде нанопрутков, наностержней, наноигл, не оказывающий отрицательного воздействия на окружающую среду.Thus, the authors propose a simple method for producing nanosized particles of titanium dioxide of various shapes - in the form of nanorods, nanorods, nano needles, which do not have a negative impact on the environment.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект №07-03-00032, р-Урал №07-03-96067).This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (project No. 07-03-00032, r-Ural No. 07-03-96067).

Claims (1)

Способ получения наноразмерных частиц диоксида титана путем гидролиза водного раствора, содержащего ионы титана, в присутствии кислоты при нагревании, отличающийся тем, что водный раствор, содержащий ионы титана, получают растворением гидрида титана или металлического титана в 37% соляной или 96% серной кислоте, разбавленной водой, соответственно, 1:2 или 1:3,4, до получения соотношения Ti+3:Cl-, равного 1:6, либо Ti+3:SO42-, равного 1:3, и не обязательно гидролиз проводят в присутствии хлорида никеля или хлорида кобальта. A method of producing nanosized particles of titanium dioxide by hydrolysis of an aqueous solution containing titanium ions in the presence of an acid by heating, characterized in that the aqueous solution containing titanium ions is obtained by dissolving titanium hydride or metallic titanium in 37% hydrochloric or 96% sulfuric acid diluted water, respectively, 1: 2 or 1: 3,4, to obtain a ratio of Ti +3 : Cl - equal to 1: 6, or Ti +3 : SO 4 2- , equal to 1: 3, and not necessarily hydrolysis is carried out in the presence of nickel chloride or cobalt chloride.
RU2007116896/15A 2007-05-04 2007-05-04 Method for production of nanosize particles of titanium dioxide RU2349549C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007116896/15A RU2349549C2 (en) 2007-05-04 2007-05-04 Method for production of nanosize particles of titanium dioxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007116896/15A RU2349549C2 (en) 2007-05-04 2007-05-04 Method for production of nanosize particles of titanium dioxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007116896A RU2007116896A (en) 2008-11-10
RU2349549C2 true RU2349549C2 (en) 2009-03-20

Family

ID=40545497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007116896/15A RU2349549C2 (en) 2007-05-04 2007-05-04 Method for production of nanosize particles of titanium dioxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2349549C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551677C2 (en) * 2013-07-16 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Method for producing photocatalytically active nanocrystalline anatase titanium dioxide
RU2593303C1 (en) * 2015-05-13 2016-08-10 Закрытое акционерное общество "ПРОМХИМПЕРМЬ" Method of producing nanostructured titanium dioxide
RU2709369C1 (en) * 2018-12-07 2019-12-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of processing hydrolytic sulfuric acid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
UN YU-TING et al., Efficient photoinduced charge transfer in TiO 2 nanorod/conjugated polymer hybrid materials, Nanotechnology, 2006, v.17, p.5781-5785. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551677C2 (en) * 2013-07-16 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Method for producing photocatalytically active nanocrystalline anatase titanium dioxide
RU2593303C1 (en) * 2015-05-13 2016-08-10 Закрытое акционерное общество "ПРОМХИМПЕРМЬ" Method of producing nanostructured titanium dioxide
RU2709369C1 (en) * 2018-12-07 2019-12-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of processing hydrolytic sulfuric acid

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007116896A (en) 2008-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Preparation of titania-coated polystyrene particles in mixed solvents by ammonia catalysis
Li et al. Controllable synthesis of CuS nanostructures from self-assembled precursors with biomolecule assistance
Wu et al. Porous spinel Zn x Co3–x O4 hollow polyhedra templated for high-rate lithium-ion batteries
Zhang et al. Ambient large-scale template-mediated synthesis of high-aspect ratio single-crystalline, chemically doped rare-earth phosphate nanowires for bioimaging
Lin et al. Template-free synthesis of uniform CdS hollow nanospheres and their photocatalytic activities
Gu et al. Solution-phase synthesis of spherical zinc sulfide nanostructures
Lee et al. Titania nanocoating on MnCO3 microspheres via liquid-phase deposition for fabrication of template-assisted core–shell-and hollow-structured composites
Zhou et al. Effects of acid on the microstructures and properties of three-dimensional TiO 2 hierarchical structures by solvothermal method
WO2016098127A1 (en) NOVEL TITANIUM DIOXIDE - GRAPHENE QUANTUM DOTS (TiO2-GQDS) HYBRID MULTIFUNCTIONAL MATERIAL AND PREPARATION THEREOF
Lü et al. Intelligent hydrated-sulfate template assisted preparation of nanoporous TiO2 spheres and their visible-light application
Yan et al. Titanium dioxide nanomaterials
Tang et al. TiO2 nanorod films grown on Si wafers by a nanodot-assisted hydrothermal growth
Christy et al. Synthesis of TiO 2 nanorods by oriented attachment using EDTA modifier: a novel approach towards 1D nanostructure development
Fan et al. Fabrication of novel CdIn2S4 hollow spheres via a facile hydrothermal process
Li et al. Facile synthesis, metastable phase induced morphological evolution and crystal ripening, and structure-dependent photocatalytic properties of 3D hierarchical anatase superstructures
Daoud et al. Direct synthesis of nanowires with anatase and TiO2-B structures at near ambient conditions
Bao et al. Nanoscaled amorphous TiO2 hollow spheres: TiCl4 liquid droplet-based hydrolysis fabrication and strong hollow structure-enhanced surface-enhanced Raman scattering effects
RU2349549C2 (en) Method for production of nanosize particles of titanium dioxide
Wu et al. Template route to chemically engineering cavities at nanoscale: a case study of Zn (OH) 2 template
Dhiman et al. Synthesis and characterization of dye-doped Ti O 2-Si O 2 core-shell composite microspheres
Kharissova et al. Less-common nanostructures in the forms of vegetation
Zeng et al. Studies on fabrication of urchin‐like WO3· H2O hollow spheres and their photocatalytic properties
Li et al. Titanate nanowire as a precursor for facile morphology control of TiO2 catalysts with enhanced photocatalytic activity
Jordan et al. Material’s design beyond lateral attachment: twin-controlled spatial branching of rutile TiO2
Zhang et al. Necklace‐Like Nanostructures: From Fabrication, Properties to Applications

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110505