RU2469954C2 - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ η-МОДИФИКАЦИИ ДИОКСИДА ТИТАНА - Google Patents
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ η-МОДИФИКАЦИИ ДИОКСИДА ТИТАНА Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469954C2 RU2469954C2 RU2011102265/05A RU2011102265A RU2469954C2 RU 2469954 C2 RU2469954 C2 RU 2469954C2 RU 2011102265/05 A RU2011102265/05 A RU 2011102265/05A RU 2011102265 A RU2011102265 A RU 2011102265A RU 2469954 C2 RU2469954 C2 RU 2469954C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- water
- tioso
- obtaining
- nanosize
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения наноразмерной η-модификации диоксида титана сульфатным методом включает смешивание порошкообразного TiOSO4·xH2SO4·yH2O с водой, нагревание смеси для проведения гидролиза, последующее добавление коагулянта, охлаждение и отделение осадка фильтрованием. Осадок промывают водой и ацетоном и сушат. Для более полного осаждения диоксида титана смешивание порошкообразного TiOSO4·xH2SO4·yH2O с водой ведут при массовом отношении TiOSO4·xH2SO4·yH2O:H2O=1:(3,5÷6,5). Нагревание ведут при температуре 75-97°С. В качестве коагулянта используют раствор хлорида калия при его содержании 1,5-4 моль/л в конечном объеме реакционной смеси. Изобретение позволяет упростить процесс получения наноразмерного диоксида титана η-TiO2, уменьшить его токсичность, увеличить выход продукта. 4 ил., 1 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области способов получения наноразмерных образцов диоксида титана и может применяться для приготовления основного компонента ряда сорбентов, фотокатализаторов, преобразователей солнечной энергии в химическую и т.д.
Известен способ получения наноразмерного диоксида титана со структурой анатаза путем водной обработки сольватированного сульфата титанила при температуре от 100 до 400°С с последующим добавлением в реакционную смесь серной кислоты [Максимов В.Д., Шапорев А.С., Иванов В.К., Чурагулов Б.Р., Третьяков Ю.Д. «Гидротермальный синтез нанокристаллического анатаза из водных растворов сульфата титанила для фотокаталитических применений» // Химическая технология. 2009. Т.10. №2. С.70-75, аналог]. Недостатками метода являются большой размер кристаллитов (областей когерентного рассеяния) - L=150-600 Å в получаемых образцах, а также невозможность получения новой η-модификации.
Наиболее близким техническим решением является способ получения наноразмерного η-TiO2, который заключается в смешивании порошкообразного TiOSO4·xH2SO4·yH2O с водой в массовом соотношении 1:2,72, нагревании реакционной смеси для проведения гидролиза при постоянном перемешивании до температуры около 120°С и последующем добавлении соляной кислоты при содержании HCl 3,7 моль/л в конечном объеме реакционной смеси; отделении осадка фильтрованием, промывке осадка водой и ацетоном, сушке при температуре около 110°С, диспергировании в растворе гидроксида щелочного металла, последующем фильтровании, промывке водой и ацетоном и сушке [United States Patent Application Publication. US 2006/0171877].
Недостатком известного способа является то, что практический выход продукта низок - не более 30%, кроме того, данный способ отличается сложностью и в нем используются едкие вещества - концентрированная соляная кислота и гидроксид щелочного металла.
Технический результат изобретения заключается в увеличении практического выхода новой модификации наноразмерного диоксида титана η-TiO2, упрощении процесса получения и уменьшении его токсичности (вредности).
Технический результат достигается способом получения наноразмерной η-модификации диоксида титана смешиванием порошкообразного TiOSO4·xH2SO4·yH2O с водой при массовом соотношении TiOSO4·xH2SO4·yH2O:Н2О=1:(3,5÷6,5) для более полного осаждения диоксида титана, процесс ведут при температуре 75-97°С, а в качестве коагулянта используют раствор хлорида калия при его содержании 1,5-4 моль/л в конечном объеме реакционной смеси.
Фазовый состав и размер кристаллитов (областей когерентного рассеяния) в полученных образцах контролируют традиционным рентгенографическим методом (фиг.1, табл.), размер наночастиц - методом малоуглового рентгеновского рассеяния (фиг.2), морфологию - методами сканирующей (фиг.3) и просвечивающей электронной микроскопии с электронографией (фиг.4), характеристики микроструктуры - методом Брунауэра-Эммета-Теллера.
Характеристики образца наноразмерной η-модификации диоксида титана:
Рентгенометрические данные (фиг.1) | |
d, Å (межплоскостные расстояния) | I, % (относительная интенсивность): |
18.86 | 60 |
3.526 | 100 |
2.711 | 15 |
2.365 | 10 |
1.877 | 30 |
Размер кристаллитов (области когерентного рассеяния): L=3-6 нм;
Размер наночастиц: N=8-14 нм;
Размер микрочастиц: М=200-300 нм;
Удельная поверхность: S=10-16 м2/г;
Объем пор: V=0.022 см3/г.
Пример 1
Порошкообразный сольват сульфата титанила квалификации не ниже ЧДА смешивают с водой в массовом соотношении TiOSO4·xH2SO4·yH2O:Н2О=1:5,4, нагревают от комнатной температуры до температуры 93°С в течение 8 минут при перемешивании до полного растворения. Затем реакционную смесь выдерживают при температуре 90-93° в течение 4 минут до начала слабой коагуляции частиц (помутнения раствора). После прекращения нагрева добавляют раствор хлорида калия при его содержании 3,3 моль/л в конечном объеме реакционной смеси, затем осадок отфильтровывают, промывают 3 раза водой и один раз ацетоном, после чего высушивают в сушильном шкафу при температуре 90-98°С.
Пример 2
Порошкообразный сольват сульфата титанила квалификации не ниже ЧДА смешивают с водой в массовом соотношении TiOSO4·xH2SO4·yH2O:Н2О=1:5,4, нагревают от комнатной температуры до температуры 89°С в течение 9 минут при перемешивании до полного растворения. Затем реакционную смесь выдерживают при температуре 86-89° в течение 5 минут до начала слабой коагуляции частиц (помутнения раствора). После прекращения нагрева добавляют раствор хлорида калия при его содержании 3,3 моль/л в конечном объеме реакционной смеси, затем осадок отфильтровывают, промывают 3 раза водой и один раз ацетоном, после чего высушивают в сушильном шкафу при температуре 90-98°С.
Пример 3
Порошкообразный сольват сульфата титанила квалификации не ниже ЧДА смешивают с водой в массовом соотношении TiOSO4·xH2SO4·yH2O:Н2О=1:6,2, нагревают от комнатной температуры до температуры 91°С в течение 8 минут при перемешивании до полного растворения. Затем реакционную смесь выдерживают при температуре 90-93° в течение 3 минут до начала слабой коагуляции частиц (помутнения раствора). После прекращения нагрева добавляют раствор хлорида калия при его содержании 3,3 моль/л в конечном объеме реакционной смеси, затем осадок отфильтровывают, промывают 3 раза водой и один раз ацетоном, после чего высушивают в сушильном шкафу при температуре 90-98°С.
Пример 4
Порошкообразный сольват сульфата титанила квалификации не ниже ЧДА смешивают с водой в массовом соотношении TiOSO4·xH2SO4·yH2O:H2O=1:5,4, нагревают от комнатной температуры до температуры 93°С в течение 8 минут при перемешивании до полного растворения. Затем реакционную смесь выдерживают при температуре 90-93° в течение 4 минут до начала слабой коагуляции частиц (помутнения раствора). После прекращения нагрева добавляют раствор хлорида калия при его содержании 1,5 моль/л в конечном объеме реакционной смеси, затем осадок отфильтровывают, промывают 3 раза водой и один раз ацетоном, после чего высушивают в сушильном шкафу при температуре 90-98°С.
Предложенный способ дает возможность повысить практический выход продукта до 80%, а также упростить процесс за счет уменьшения количества технологических операций и исключения использования едких реагентов, наносящих ущерб экологической обстановке: исключение вредных выбросов и загрязнения сточных вод, а также необходимости их нейтрализации.
Фиг.1 - Дифрактограмма образца с η-TiO2 (дифрактометр ДРОН-3М, CuKα, графитовый монохроматор).
Фиг.2 - Дифрактограмма образцов с η-TiO2 (дифрактометр SAXess, CuKα, линейная коллимация, время измерений - 3 мин, съемка на просвет).
Фиг.3 - СЭМ - микрофотография образца с η-TiO2 (сканирующий электронный микроскоп - СЭМ высокого разрешения и автоэмиссионным катодом 7500F фирмы JEOL).
Фиг.4 ПЭМ - микрофотография агломерата (а), дифракционной картины (б) и высокого разрешения частиц (в) образца с η-TiO2 (просвечивающий электронный микроскоп ПЭМ высокого разрешения JEM 2100: разрешение по точкам и по линиям соответственно 2.3 Å и 1.4 Å; максимальное ускоряющее напряжение 200 кВ; прямое увеличение до 1.5 млн. раз; минимальная область, с которой была получена дифракционная картина, составляла 100 нм).
Claims (1)
- Способ получения наноразмерной η-модификации диоксида титана сульфатным методом, включающим смешивание порошкообразного TiOSO4·xH2SO4·yH2O с водой, нагревание смеси для проведения гидролиза, последующее добавление коагулянта, охлаждение и отделение осадка фильтрованием, промывку осадка водой и ацетоном и сушку, отличающийся тем, что для более полного осаждения диоксида титана смешивание порошкообразного TiOSO4·xH2SO4·yH2O с водой ведут при массовом отношении TiOSO4·xH2SO4·yH2O:H2O=1:(3,5÷6,5), нагревание ведут при температуре 75-97°С, а в качестве коагулянта используют раствор хлорида калия при его содержании 1,5-4 моль/л в конечном объеме реакционной смеси.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011102265/05A RU2469954C2 (ru) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ η-МОДИФИКАЦИИ ДИОКСИДА ТИТАНА |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011102265/05A RU2469954C2 (ru) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ η-МОДИФИКАЦИИ ДИОКСИДА ТИТАНА |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011102265A RU2011102265A (ru) | 2012-07-27 |
RU2469954C2 true RU2469954C2 (ru) | 2012-12-20 |
Family
ID=46850355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011102265/05A RU2469954C2 (ru) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ η-МОДИФИКАЦИИ ДИОКСИДА ТИТАНА |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2469954C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576054C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2016-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ МОДИФИКАЦИИ η-TiO2 |
RU2666441C1 (ru) * | 2017-12-14 | 2018-09-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Способ получения интеркалированной поли-N-винилкапролактамом наноразмерной η-модификации оксида титана(IV) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2226503C1 (ru) * | 2002-10-02 | 2004-04-10 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Способ получения диоксида титана |
JP2004131366A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Yeong Seok Yang | 四塩化チタン及び塩酸水溶液、硝酸水溶液またはこれらの混合溶液を使用した実質的にブルッカイト相の二酸化チタンの超微細粒子の製造方法 |
US20060171877A1 (en) * | 2004-08-05 | 2006-08-03 | Mazakhir Dadachov | Novel titanium dioxide, process of making and method of using same |
CN101514032A (zh) * | 2009-04-03 | 2009-08-26 | 华东理工大学 | 一维板钛矿型纳米二氧化钛的制备方法 |
US20100024879A1 (en) * | 2007-02-21 | 2010-02-04 | Northeastern University | Titania nanotubes prepared by anodization in chloride-containing electrolytes |
-
2011
- 2011-01-21 RU RU2011102265/05A patent/RU2469954C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2226503C1 (ru) * | 2002-10-02 | 2004-04-10 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Способ получения диоксида титана |
JP2004131366A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Yeong Seok Yang | 四塩化チタン及び塩酸水溶液、硝酸水溶液またはこれらの混合溶液を使用した実質的にブルッカイト相の二酸化チタンの超微細粒子の製造方法 |
US20060171877A1 (en) * | 2004-08-05 | 2006-08-03 | Mazakhir Dadachov | Novel titanium dioxide, process of making and method of using same |
US20100024879A1 (en) * | 2007-02-21 | 2010-02-04 | Northeastern University | Titania nanotubes prepared by anodization in chloride-containing electrolytes |
CN101514032A (zh) * | 2009-04-03 | 2009-08-26 | 华东理工大学 | 一维板钛矿型纳米二氧化钛的制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576054C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2016-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ МОДИФИКАЦИИ η-TiO2 |
RU2666441C1 (ru) * | 2017-12-14 | 2018-09-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Способ получения интеркалированной поли-N-винилкапролактамом наноразмерной η-модификации оксида титана(IV) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011102265A (ru) | 2012-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | One-step template-free fabrication of mesoporous ZnO/TiO2 hollow microspheres with enhanced photocatalytic activity | |
Yu et al. | A simple template-free approach to TiO 2 hollow spheres with enhanced photocatalytic activity | |
Sun et al. | Efficient fabrication of ZrO2-doped TiO2 hollow nanospheres with enhanced photocatalytic activity of rhodamine B degradation | |
Sun et al. | Morphology-controlled synthesis of TiO 2/MoS 2 nanocomposites with enhanced visible-light photocatalytic activity | |
Guo et al. | Designed hierarchical synthesis of ring-shaped Bi 2 WO 6@ CeO 2 hybrid nanoparticle aggregates for photocatalytic detoxification of cyanide | |
CN103861567A (zh) | 羟基磷灰石/蔗渣活性炭的制备方法 | |
Tian et al. | Microwave-assisted synthesis of carbon-based (N, Fe)-codoped TiO 2 for the photocatalytic degradation of formaldehyde | |
Xu et al. | Simulated solarlight catalytic reduction of Cr (VI) on microwave–ultrasonication synthesized flower-like CuO in the presence of tartaric acid | |
CN101920977A (zh) | 一种片状纳米氧化镁的制备方法 | |
Abbas et al. | Inexpensive synthesis of a high-performance Fe 3 O 4-SiO 2-TiO 2 photocatalyst: Magnetic recovery and reuse | |
Tang et al. | Degradation mechanism and pathway of tetracycline in milk by heterojunction N-TiO2-Bi2WO6 film under visible light | |
Yu et al. | Hydrothermal synthesis and photocatalytic activity of mesoporous titania hollow microspheres | |
Wang et al. | High efficient photocatalyst of spherical TiO2 particles synthesized by a sol–gel method modified with glycol | |
Krivtsov et al. | Exceptional thermal stability of undoped anatase TiO 2 photocatalysts prepared by a solvent-exchange method | |
Liu et al. | Biomass assisted synthesis of 3D hierarchical structure BiOX (X Cl, Br)-(CMC) with enhanced photocatalytic activity | |
Huang et al. | Synthesis of highly water-dispersible N-doped anatase titania based on low temperature solvent-thermal method | |
CN103395809B (zh) | 一种采用溶剂置换/共沸点蒸馏干燥法合成纳米γ‑Al2O3的方法及其应用 | |
RU2469954C2 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ η-МОДИФИКАЦИИ ДИОКСИДА ТИТАНА | |
Ye et al. | Effect of substrate on evaluation of the photocatalytic activity of TiO2 nanocrystals with exposed {0 0 1} facets | |
Guo et al. | Synthesis and characterization of hierarchical TiO 2 microspheres composed of nanorods: effect of reaction conditions on nanorod density | |
CN112246264B (zh) | 一种碳化钼金属钼碳化硅三元复合材料、及其制备方法以及在光催化产氢上的作用 | |
CN105032471B (zh) | 一种可见光响应的纳米TiO2/沸石复合材料的制备 | |
Carlucci et al. | Controllable one-pot synthesis of anatase TiO2 nanorods with the microwave-solvothermal method | |
Sun et al. | Fabrication and photocatalytic activity of TiO2 nanotubes by hydrothermal treatment | |
CN102502808A (zh) | 纳米级二氧化钛的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170122 |