RU2547490C2 - Method for synthesis of nanosize particles of titanium dioxide powder - Google Patents
Method for synthesis of nanosize particles of titanium dioxide powder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547490C2 RU2547490C2 RU2013132989/05A RU2013132989A RU2547490C2 RU 2547490 C2 RU2547490 C2 RU 2547490C2 RU 2013132989/05 A RU2013132989/05 A RU 2013132989/05A RU 2013132989 A RU2013132989 A RU 2013132989A RU 2547490 C2 RU2547490 C2 RU 2547490C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- quenching
- titanium dioxide
- plasma reactor
- flow rate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения особо чистых тонкодисперсных порошков оксидов, непосредственно к плазмохимическому методу синтеза простых и двойных оксидов ряда элементов, например, таких как диоксид циркония, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, легированный оксидом иттрия и др. Изобретение может быть применено при производстве керамических материалов, полирующих составов, оксидных покрытий и в других областях техники.The invention relates to a technology for producing highly pure finely divided oxide powders, directly to a plasma-chemical method for the synthesis of simple and double oxides of a number of elements, for example, such as zirconium dioxide, alumina, titanium dioxide, zirconium dioxide doped with yttrium oxide, etc. The invention can be used with the production of ceramic materials, polishing compounds, oxide coatings and in other areas of technology.
Изобретение также может быть использовано в промышленном масштабе для получения порошкообразного диоксида титана рутильной либо анатазной кристаллической фазы из его галогенидов, а также для получения пигментного диоксида титана, применяемого в производстве красок, лаков, бумаги, резин и пластмасс, а также анатазной формы диоксида титана, служащего важным компонентом в создании установок в водоочистительных и воздухоочистительных сооружениях, в солнечных батареях и оптоволоконных резонаторах.The invention can also be used on an industrial scale to obtain powdered titanium dioxide of a rutile or anatase crystalline phase from its halides, as well as to obtain pigment titanium dioxide used in the manufacture of paints, varnishes, paper, rubbers and plastics, as well as the anatase form of titanium dioxide, serving as an important component in the creation of installations in water treatment and air treatment facilities, in solar panels and fiber optic resonators.
Из уровня техники в данной области известен способ получения высокодисперсных оксидов по патенту RU №2119454, МПК C01B 13/28, 1998 г. Высокодисперсные порошки оксидов получают путем окисления тетрахлоридов кислородом. При этом жидкие тетрахлориды распыляют в кислородсодержащий плазменный теплоноситель. Распыление проводят кислородсодержащим газом при отношении массового расхода кислорода к массовому расходу тетрахлорида металла или металлоида не менее половины стехиометрически необходимого количества. Распылению подвергают тетрахлориды титана, кремния, олова, германия. Тетрахлорид титана распыляют под углом от 10 до 25° к направлению движения плазменного теплоносителя не менее чем четырьмя струями попарно навстречу друг другу. Модифицирующие добавки, в частности трихлорид алюминия, тетрахлорид кремния и/или тетрахлорид углерода, вводят в зону реакции в виде раствора в тетрахлориде титана.The prior art method in the art for producing finely dispersed oxides according to patent RU No. 2119454, IPC C01B 13/28, 1998. Finely dispersed oxide powders are obtained by oxidizing tetrachlorides with oxygen. In this case, liquid tetrachlorides are sprayed into an oxygen-containing plasma coolant. Spraying is carried out with an oxygen-containing gas at a ratio of the mass flow rate of oxygen to the mass flow rate of metal tetrachloride or metalloid of at least half the stoichiometrically necessary amount. Titanium, silicon, tin, and germanium tetrachlorides are sprayed. Titanium tetrachloride is sprayed at an angle of 10 to 25 ° to the direction of movement of the plasma coolant with at least four jets in pairs towards each other. Modifying additives, in particular aluminum trichloride, silicon tetrachloride and / or carbon tetrachloride, are introduced into the reaction zone in the form of a solution in titanium tetrachloride.
Способ позволяет ускорить процесс испарения капель диспергированной жидкости в высокотемпературном газе и уменьшить размер частиц получаемого порошка диоксида титана, однако недостатком является то, что предварительное смешение реагентов до входа в реактор реализовано в различных фазовых состояниях реагентов - жидком тетрахлориде титана и газообразном кислороде. Это ведет к неравномерности смешения реагентов при испарении капель тетрахлорида титана в высокотемпературной струе и, следовательно, к большому разбросу по размерам частиц конечного продукта, что ухудшает качество пигмента. Кроме того, микрокапли тетрахлорида могут не успевать испаряться полностью и попадать на стенки реактора, что ведет к их коррозии и образованию гарнисажа.The method allows to accelerate the process of evaporation of droplets of dispersed liquid in a high-temperature gas and to reduce the particle size of the obtained titanium dioxide powder, however, the disadvantage is that the preliminary mixing of the reactants before entering the reactor is realized in different phase states of the reactants - liquid titanium tetrachloride and gaseous oxygen. This leads to uneven mixing of the reagents during the evaporation of droplets of titanium tetrachloride in a high-temperature jet and, consequently, to a large dispersion in particle sizes of the final product, which affects the quality of the pigment. In addition, microdrops of tetrachloride may not have time to evaporate completely and fall on the walls of the reactor, which leads to their corrosion and the formation of a skull.
Наиболее близкой реализацией плазмохимического способа получения диоксида титана хлоридным методом является плазменный синтез наночастиц оксида металла (патент US №7217407, МПК C01B 13/28, 2007 г.) - выбранный за прототип.The closest implementation of the plasma-chemical method for producing titanium dioxide by the chloride method is the plasma synthesis of metal oxide nanoparticles (US patent No. 7217407, IPC C01B 13/28, 2007) - selected for the prototype.
Способ синтеза наноразмерных частиц диоксида титана в плазменном процессе включает газофазную реакцию галогенида титана и кислорода, причем кислород берется в количестве, избыточном в сравнении со стехиометрическим, требующимся для реакции с титаном. Реакция в присутствии источника водорода для формирования частиц диоксида металлического титана, где средний размер частиц менее 100 нм в диаметре, с меньшей долей агрегатов частиц, размер которых превышает 100 нм в диаметре, и количество водорода достаточное для того, чтобы обеспечить меньшую долю агрегатов частиц. Способ синтеза наноразмерных частиц, содержащих диоксид титана в плазмохимическом реакторе, включающем в себя:A method for synthesizing nanosized particles of titanium dioxide in a plasma process involves a gas-phase reaction of titanium halide and oxygen, and oxygen is taken in an amount that is excessive in comparison with the stoichiometric required for the reaction with titanium. A reaction in the presence of a hydrogen source to form particles of metallic titanium dioxide, where the average particle size is less than 100 nm in diameter, with a smaller fraction of particle aggregates larger than 100 nm in diameter, and the amount of hydrogen is sufficient to provide a smaller fraction of particle aggregates. A method for the synthesis of nanosized particles containing titanium dioxide in a plasma chemical reactor, including:
(a) инжекцию подающего газа, содержащего кислород и пары галогенида титана, причем кислород в подающем газе в количестве, избыточном в сравнении со стехиометрическим, требующимся для реакции с титаном;(a) injection of a feed gas containing oxygen and titanium halide vapors, the oxygen in the feed gas in an excess amount compared to the stoichiometric required for the reaction with titanium;
(b) инжекцию из источника водорода в этот реактор;(b) injection from a hydrogen source into the reactor;
(c) генерацию плазменной струи;(c) generating a plasma jet;
(d) контакт подающего газа с плазмой в присутствии водорода в количестве, достаточном для формирования смеси продуктов реакции, содержащих наночастицы диоксида титана со средним размером частиц менее 100 нм в диаметре, и с меньшей долей агрегатов частиц, размер которых превышает 100 нм в диаметре.(d) contact of the supply gas with plasma in the presence of hydrogen in an amount sufficient to form a mixture of reaction products containing titanium dioxide nanoparticles with an average particle size of less than 100 nm in diameter and with a smaller fraction of particle aggregates whose size exceeds 100 nm in diameter.
Способ в дальнейшем включает в себя закалку смеси продуктов реакции и утилизацию сформированных наночастиц.The method further includes quenching the mixture of reaction products and disposing of the formed nanoparticles.
К недостаткам данного способа можно отнести, прежде всего, зависимость расхода одного реагента - тетрахлорида титана - от расхода барботажного кислорода, второго реагента. Кроме того, введение водорода в реактор, возможно, ведет к образованию паров хлороводорода, что требует отсутствия влаги в реакторе для предотвращения коррозии стенок реактора.The disadvantages of this method include, first of all, the dependence of the flow rate of one reagent - titanium tetrachloride - on the flow rate of bubble oxygen, the second reagent. In addition, the introduction of hydrogen into the reactor may lead to the formation of hydrogen chloride vapor, which requires the absence of moisture in the reactor to prevent corrosion of the walls of the reactor.
Задачей предлагаемого изобретения является получение целевого продукта - наноразмерного порошка диоксида титана с регулируемым фракционным и фазовым составом за счет эффективного смешения реагентов в плазменном реакторе и управляемой закалки.The objective of the invention is to obtain the target product is a nanosized titanium dioxide powder with an adjustable fractional and phase composition due to efficient mixing of reagents in a plasma reactor and controlled quenching.
Технический результат достигается тем, что способ синтеза наноразмерных частиц порошка диоксида титана включает газофазную реакцию тетрахлорида титана и кислорода в канале плазменного реактора с последующим регулируемым охлаждением продуктов реакции в закалочном узле. Согласно изобретению пары тетрахлорида титана непосредственно перед подачей в узел инжекции реагентов плазменного реактора смешивают с осушенным кислородсодержащим газом, причем осуществляют раздельное управление расходами реагентов перед подачей их в узел инжекции плазменного реактора, реагенты в канал плазменного реактора подают при температуре 293-700 K, после чего полученный полупродукт газофазной реакции, содержащий наночастицы диоксида титана, подвергают закалке во встречном потоке осушенного кислородсодержащего закалочного газа, формируя при этом фракционный и фазовый состав наночастиц диоксида титана изменением расхода закалочного газа, которое осуществляют путем изменения расстояния между срезами сопел закалочного узла в радиальном направлении подачи закалочного газа или путем изменения угла подачи закалочного газа в пределах 10-25° относительно радиального направления подачи закалочного газа, причем расход закалочного газа превышает суммарный расход смеси газов в канале плазменного реактора.The technical result is achieved by the fact that the method for the synthesis of nanosized particles of titanium dioxide powder involves a gas-phase reaction of titanium tetrachloride and oxygen in the channel of a plasma reactor, followed by controlled cooling of the reaction products in the quenching unit. According to the invention, titanium tetrachloride vapors are immediately mixed with the dried oxygen-containing gas immediately before being fed to the injection unit of the plasma reactor reactors; moreover, the flow rates of the reactants are separately controlled before being fed to the injection site of the plasma reactor, the reactants are fed into the plasma reactor channel at a temperature of 293-700 K, after which the obtained gas-phase reaction intermediate containing titanium dioxide nanoparticles is subjected to quenching in a counter flow of a dried oxygen-containing quenching g aza, forming the fractional and phase composition of titanium dioxide nanoparticles by changing the quenching gas flow rate, which is carried out by changing the distance between the sections of the nozzles of the quenching unit in the radial direction of quenching gas supply or by changing the angle of supply of quenching gas within 10-25 ° relative to the radial direction of flow quenching gas, and the flow rate of quenching gas exceeds the total flow rate of the gas mixture in the channel of the plasma reactor.
Предлагаемый способ синтеза наноразмерных частиц порошка диоксида титана позволяет получить ультрадисперсные особо чистые оксиды требуемой кристаллической структуры, например рутильной либо анатазной кристаллической фазы, и характеризуется высокой производительностью и сравнительно невысокой энергоемкостью процесса.The proposed method for the synthesis of nanosized particles of titanium dioxide powder allows one to obtain ultrafine highly pure oxides of the desired crystal structure, for example, rutile or anatase crystalline phases, and is characterized by high productivity and relatively low energy intensity of the process.
На фиг. 1 показана схема плазмохимического реактора проточного типа для реализации способа синтеза наноразмерных частиц порошка диоксида титана.In FIG. 1 shows a diagram of a flow-type plasma chemical reactor for implementing a method for the synthesis of nanosized particles of titanium dioxide powder.
На фиг. 2 показан угол поворота сопел закалочного узла.In FIG. 2 shows the angle of rotation of the nozzles of the quenching unit.
Плазмохимический реактор (фиг. 1) состоит из плазмотрона постоянного тока 1, узла инжекции реагентов 2 с отверстиями для радиального вдува компонентов, самого реактора, состоящего из рабочего канала реактора 3 и узла закалки 4 с соплами 5 для подачи закалочного газа в канал реактора. Плазмотрон постоянного тока 1, рабочий канал реактора 3 и узел закалки 4 выполнены водоохлаждаемыми.The plasma-chemical reactor (Fig. 1) consists of a direct
Установка плазмохимического реактора также содержит узел плазмообразующего газа 6 с линией подвода газа 7 к плазмотрону; узел подачи закалочного газа 8 с линией 9 подвода газа через сопла 5 к узлу закалки 4 и выходной газовый тракт 10, связывающийInstallation of a plasma-chemical reactor also contains a plasma-forming
узел закалки 4 со сборником 11 частиц порошка целевого продукта - наночастиц диоксида титана, и узлом нейтрализации и сепарации хлора (на фиг. 1 не показано).a
Установка также снабжена резервуаром 12 транспортирующего газа (осушенный азот, аргон или оборотный хлор), инертного по отношению к тетрахлориду титана с транспортирующей линией 13; емкостью 14 с жидким тетрахлоридом титана (TiCl4) и транспортирующей линией 15, а также узлом 16 с осушенным кислородсодержащим газом и транспортирующей линией 17.The installation is also equipped with a
Выбор плазмотрона постоянного тока как теплоносителя для нагрева реагентов обусловлен его высокой производительностью по целевому продукту, возможностью снижения загрязнения получаемого порошка продуктами эрозии, до приемлемого уровня, а также низким уровнем пульсаций электрической мощности.The choice of a direct current plasma torch as a coolant for heating reagents is due to its high performance in the target product, the ability to reduce the contamination of the resulting powder by erosion products to an acceptable level, as well as low ripple electric power.
Способ синтеза наноразмерных частиц порошка диоксида титана в плазмохимическом реакторе проточного типа реализуется следующим образом.The method of synthesis of nanosized particles of titanium dioxide powder in a plasma-chemical flow reactor is implemented as follows.
Плазмообразующий газ подается из узла 6 по газовой линии 7 в канал плазмотрона 1, далее поступает в канал реактора в область узла 2 инжекции реагентов. В качестве плазмообразующего газа используют воздух либо азот с постоянным расходом.Plasma-forming gas is supplied from the
Независимое управление расходами реагентов - тетрахлорида титана (TiCl4) и осушенным кислородсодержащим газом реализуется следующим образом.Independent control of reagent costs - titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and dried oxygen-containing gas is implemented as follows.
Пары легкопарящего тетрахлорида титана транспортируют инертным по отношению к нему, одним из следующих газов: осушенный азот, аргон или оборотный хлор, который подается из резервуара 12 по линии 13 и барботируется через жидкий тетрахлорид титана (TiCl4), находящийся в емкости 14, увеличивая испарение жидкости с поверхности. При этом расход тетрахлорида титана определяется как расходом транспортирующего его газа, так и свойствами самой легкопарящей жидкости при данной температуре, а также площадью зеркала ее поверхности. Транспортирующий газ с парами тетрахлорида титана проходит по линии 15, где смешивается с осушенным кислородсодержащим газом, подаваемым из узла 16 в заданном соотношении по газовой линии 17. Далее газовая смесь реагентов поступает в узел инжекции 2, где радиально вдувается в плазменную струю плазмотрона и эффективно перемешивается с ней за счет высокой дальнобойности паровой фазы тетрахлорида титана. Смесь реагентов должна иметь температуру не выше 700 K, поскольку выше этой температуры начинается реакция между кислородом и тетрахлоридом титана.Vapors of low-vapor titanium tetrachloride are transported by one of the following gases inert to it: dried nitrogen, argon, or circulating chlorine, which is supplied from
Далее химическая реакция паров тетрахлорида титана (TiCl4) и осушенного кислородсодержащего газа протекает в рабочем канале реактора 3, при этом происходит образование ядер нуклеации диоксида титана из его пересыщенных паров и дальнейшийFurther, the chemical reaction of titanium tetrachloride (TiCl 4 ) vapors and dried oxygen-containing gas proceeds in the working channel of
рост частиц диоксида титана (TiO2). Оценки показывают, что в рабочей зоне струя имеет среднемассовую температуру в диапазоне 1000-2500 К, время прохождения зоны - единицы миллисекунд.particle growth of titanium dioxide (TiO 2 ). Estimates show that in the working zone the jet has a mass-average temperature in the range of 1000–2500 K, and the passage time of the zone is a few milliseconds.
Ниже по потоку в узле закалки 4 гетерофазный поток смешивается с холодным закалочным осушенным кислородсодержащим газом, подаваемым из узла 7 по газовой линии 8, где происходит охлаждение частиц целевого продукта и резкое замедление химической реакции и начинается коагуляция частиц порошка диоксида титана (TiO2). Закалочный кислородсодержащий газ вдувается радиально или под углом относительно радиального направления подачи закалочного газа через сопла 5 с регулируемым расходом, превышающем суммарный расход смеси газов в рабочем канале реактора 3. Стадия закалки является наиболее важной, поскольку от скорости охлаждения зависит средний размер частиц и структура кристаллической решетки целевого продукта - диоксида титана: рутильной либо анатазной кристаллической фазы из его тетрахлорида.Downstream in the
Интенсивность подачи кислородсодержащего газа регулируют изменением расхода в соплах закалочного узла: изменением расстояния между срезами сопел закалочного узла, или изменением угла α между соплами закалочного узла и радиальным направлением подачи закалочного газа в пределах 10-25° (см. фиг. 2).The oxygen-gas supply rate is controlled by changing the flow rate in the nozzles of the quenching unit: by changing the distance between the sections of the nozzles of the quenching unit, or by changing the angle α between the nozzles of the quenching unit and the radial direction of supply of the quenching gas within 10–25 ° (see Fig. 2).
Например, для получения анатаза требуется высокая скорость закалки, которая достигается при том же расходе закалочного газа уменьшением расстояния между срезами сопел закалочного узла, соответственно для получения рутильной кристаллической фазы требуется меньшая скорость закалки и расстояние между срезами сопел нужно увеличить.For example, to obtain anatase, a high quenching rate is required, which is achieved with the same quenching gas consumption by reducing the distance between the sections of the nozzles of the quenching unit, respectively, to obtain a rutile crystalline phase, a lower quenching speed is required and the distance between the sections of the nozzles must be increased.
После закалки образуется газовзвесь холодных наночастиц диоксида титана (TiO2) в смеси газов, содержащей хлор (хлор-газ). Образующиеся конгломераты частиц порошка выносятся хлор-газом по газовому тракту 10 и улавливаются на рукавном либо металлокерамическом фильтре в сборнике целевого продукта 11, а смесь газов с хлором поступает в узел нейтрализации либо сепарации хлора (на фигурах не показано).After quenching, a gas suspension of cold nanoparticles of titanium dioxide (TiO 2 ) is formed in a mixture of gases containing chlorine (chlorine gas). The resulting conglomerates of powder particles are carried out by chlorine gas through the
Преимуществом предложенного способа является регулируемое предварительное гомогенное смешивание реагентов перед подачей в узел инжекции плазмотрона, что обеспечивает более благоприятные условия для равномерного протекания реакции во всем объеме рабочей зоны канала 3 реактора. Предусмотрена подача осушенного кислородсодержащего газа на смешение с тетрахлоридом титана, а также все газы, сопровождающие пары тетрахлорида титана, не должны содержать влаги, поскольку гидролиз тетрахлорида титана протекает весьма интенсивно уже при комнатной температуре с сильным выделением тепла. Это приводит к образованию осадков,An advantage of the proposed method is the controlled preliminary homogeneous mixing of the reagents before feeding the plasma torch into the injection unit, which provides more favorable conditions for a uniform reaction in the entire volume of the working zone of the
состоящих из гидратов тетрахлорида титана, и забиванию линии подачи реагентов продуктами гидролиза.consisting of hydrates of titanium tetrachloride, and clogging of the feed line of the reagents with hydrolysis products.
Управление скоростью закалки порошка диоксида титана осуществляют регулировкой расхода в соплах 5 закалочного узла 4, либо изменением расстояния между срезами сопел закалочного узла, либо изменением угла (10-25°) между соплами закалочного узла и радиальным направлением подачи закалочного газа, таким образом, чтобы струи закалочного газа имели компоненту скорости, противоположную направлению движения высокотемпературного потока.The rate of quenching of titanium dioxide powder is controlled by adjusting the flow rate in the
Получение высокодисперсного порошка диоксида титана (TiO2) (того или иного фракционного и фазового состава) осуществляется благодаря раздельному управлению расходами реагентов перед подачей их в узел инжекции плазмотрона, эффективного смешения в канале плазмотрона и управления скоростью закалки во встречном потоке полученного полупродукта и закалочного осушенного кислородсодержащего газа.The preparation of a finely dispersed titanium dioxide (TiO 2 ) powder (of a particular fractional and phase composition) is carried out by separately controlling the reagent costs before feeding them to the plasma torch injection unit, efficient mixing in the plasma torch channel and controlling the quenching rate in the oncoming stream of the obtained intermediate and quenched, dried oxygen-containing gas.
Пример 1. В реактор подают плазмообразующий газ - азот, расходом 0,8-1,2*10-3 кг/с и тепловой мощностью 10-14 кВт. Пары TiCl4 транспортируются осушенным азотом либо аргоном в линии подачи реагента, далее предварительно смешиваются с осушенным кислородсодержащим газом при температуре 293 K, а затем радиально вдуваются в реактор через узел инжекции реагентов (4 отверстия диаметром 1 мм). Суммарный избыток тетрахлорида титана против стехиометрии в линии подачи 20-50%. Температура в верхней зоне реактора 2000-2500 K.Example 1. Plasma-forming gas, nitrogen, is fed into the reactor with a flow rate of 0.8-1.2 * 10 -3 kg / s and a thermal power of 10-14 kW. TiCl 4 vapors are transported by dried nitrogen or argon in the reagent supply line, then they are pre-mixed with the dried oxygen-containing gas at a temperature of 293 K, and then radially injected into the reactor through the reagent injection unit (4 holes with a diameter of 1 mm). The total excess of titanium tetrachloride against stoichiometry in the feed line of 20-50%. The temperature in the upper zone of the reactor is 2000-2500 K.
В узел закалки через сопла радиально вдувается осушенный кислородсодержащий газ (воздух) с расходом 2-3 г/с (через 8 отверстий диаметром 5 мм), при этом продолжается реакция непрореагировавшей части TiCl4 с кислородом закалочного газа (воздуха). Температура после закалки менее 800 K. Затем из фильтра выгружают наноразмерный порошок TiO2 со средним фракционным размером частиц 0,1-0,2 мкм и фазовым содержанием рутила 80-99%. Форма частиц сферическая и овальная.Dried oxygen-containing gas (air) is radially blown into the quenching unit through nozzles with a flow rate of 2-3 g / s (through 8 holes with a diameter of 5 mm), while the reaction of the unreacted part of TiCl 4 with quenching gas (air) oxygen continues. The temperature after quenching is less than 800 K. Then, a nanosized TiO 2 powder with an average fractional particle size of 0.1-0.2 μm and a rutile phase content of 80-99% is unloaded from the filter. The shape of the particles is spherical and oval.
Пример 2. В реактор подают плазмообразующий газ - азот, расходом 0,8-1,2*10-3 кг/с и тепловой мощностью 8-10 кВт. Пары TiCl4 транспортируются азотом в линии подачи реагента, далее предварительно смешиваются с осушенным кислородсодержащим газом при температуре 293 K, а затем радиально вдуваются в канал реактора через узел инжекции реагентов (4 отверстия диаметром 1 мм). Суммарный избыток тетрахлорида титана против стехиометрии в линии подачи 80-90%. Температура в верхней зоне реактора 1500-2000 K.Example 2. Plasma-forming gas — nitrogen — is fed into the reactor with a flow rate of 0.8-1.2 * 10 -3 kg / s and a thermal power of 8-10 kW. TiCl 4 vapors are transported by nitrogen in the reagent supply line, then pre-mixed with dried oxygen-containing gas at a temperature of 293 K, and then radially injected into the reactor channel through the reagent injection unit (4 holes with a diameter of 1 mm). The total excess of titanium tetrachloride against stoichiometry in the feed line 80-90%. The temperature in the upper zone of the reactor is 1500-2000 K.
В узле закалки через сопла, установленные под углом 10° к оси радиального направления подачи закалочного газа, вдувается осушенный закалочный кислородсодержащий газAt the quenching unit, through the nozzles installed at an angle of 10 ° to the axis of the radial direction of quenching gas supply, the dried quenched oxygen-containing gas is blown
(воздух) с расходом 6-8 г/с, и продолжается реакция непрореагировавшей части TiCl4 с осушенным кислородом закалочного воздуха. Из фильтра выгружают конечный продукт - наноразмерный порошок TiO2 со средним фракционным размером частиц 0,03-0,06 мкм и содержанием анатаза 70-80%. Форма частиц сферическая и овальная.(air) at a rate of 6-8 g / s, and the reaction of the unreacted portion of TiCl 4 with the dried oxygen of the quenching air continues. The final product is unloaded from the filter - nanosized TiO 2 powder with an average fractional particle size of 0.03-0.06 microns and an anatase content of 70-80%. The shape of the particles is spherical and oval.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU №2119454, МПК С01В13/28, 1998 г.1. Patent RU No. 2119454, IPC С01В13 / 28, 1998.
2. Патент US №7217407, МПК С01В13/28, 2007 г. - прототип.2. US patent No. 7217407, IPC С01В13 / 28, 2007 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132989/05A RU2547490C2 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Method for synthesis of nanosize particles of titanium dioxide powder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132989/05A RU2547490C2 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Method for synthesis of nanosize particles of titanium dioxide powder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013132989A RU2013132989A (en) | 2015-01-27 |
RU2547490C2 true RU2547490C2 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53280923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013132989/05A RU2547490C2 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Method for synthesis of nanosize particles of titanium dioxide powder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2547490C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611866C2 (en) * | 2015-07-06 | 2017-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинский государственный университет имени Коста Левановича Хетагурова" (СОГУ) | METHOD OF PRODUCING FILMS AND PLATES FROM TITANIUM OXIDE IV TiO2 - RUTILE |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2119454C1 (en) * | 1994-10-28 | 1998-09-27 | Владимир Ильич Мазин | Method of producing fine oxides |
RU2230033C1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-06-10 | Михаил Алексеевич Горовой | Titanium dioxide manufacture method |
WO2004052778A2 (en) * | 2002-12-06 | 2004-06-24 | Tekna Plasma Systems Inc. | Plasma synthesis of metal oxide nanopowder and apparatus therefor |
WO2005095277A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-10-13 | Tronox Llc | Process for improving raw pigment grindability |
US7217407B2 (en) * | 2003-09-11 | 2007-05-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Plasma synthesis of metal oxide nanoparticles |
RU2321543C1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-04-10 | Михаил Алексеевич Горовой | Titanium nanoxide synthesis method |
-
2013
- 2013-07-16 RU RU2013132989/05A patent/RU2547490C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2119454C1 (en) * | 1994-10-28 | 1998-09-27 | Владимир Ильич Мазин | Method of producing fine oxides |
RU2230033C1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-06-10 | Михаил Алексеевич Горовой | Titanium dioxide manufacture method |
WO2004052778A2 (en) * | 2002-12-06 | 2004-06-24 | Tekna Plasma Systems Inc. | Plasma synthesis of metal oxide nanopowder and apparatus therefor |
US7217407B2 (en) * | 2003-09-11 | 2007-05-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Plasma synthesis of metal oxide nanoparticles |
WO2005095277A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-10-13 | Tronox Llc | Process for improving raw pigment grindability |
RU2321543C1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-04-10 | Михаил Алексеевич Горовой | Titanium nanoxide synthesis method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611866C2 (en) * | 2015-07-06 | 2017-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинский государственный университет имени Коста Левановича Хетагурова" (СОГУ) | METHOD OF PRODUCING FILMS AND PLATES FROM TITANIUM OXIDE IV TiO2 - RUTILE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013132989A (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4654037B2 (en) | Plasma synthesis of metal oxide nanopowders and apparatus therefor | |
US7465430B2 (en) | Apparatus for making metal oxide nanopowder | |
US3486913A (en) | Process for the production of finely divided oxides from halides | |
US7708975B2 (en) | Process for making metal oxide nanoparticles | |
US7217407B2 (en) | Plasma synthesis of metal oxide nanoparticles | |
US6562314B2 (en) | Methods of producing substantially anatase-free titanium dioxide with silicon halide addition | |
CN1607181A (en) | Plasma synthesis of metal oxide nanoparticle | |
AU2002245197A1 (en) | Methods of producing substantially anatase-free titanium dioxide with silicon halide addition | |
Panatarani et al. | Synthesis of single crystalline ZnO nanoparticles by salt-assisted spray pyrolysis | |
US20050142059A1 (en) | Method for continuous preparation of nanometer-sized hydrous zirconia sol using microwave | |
Pratsinis | History of manufacture of fine particles in high-temperature aerosol reactors | |
KR20100105887A (en) | Coatings including pigments comprising substrate particles with ultrafine metal oxide particles deposited thereon | |
CN1418173A (en) | Controlled vapor phase oxidation of titanium tetrachloride to manufacture titanium dioxide | |
US6416862B1 (en) | Ultrafine particulate zinc oxide and production process thereof | |
US3363981A (en) | Production of finely divided oxides by plasma process | |
RU2252817C1 (en) | Installation and method for production of nanodispersed powders in microwave plasma | |
RU2547490C2 (en) | Method for synthesis of nanosize particles of titanium dioxide powder | |
KR20180100580A (en) | Method for producing titanium oxide fine particles | |
EP1215174B1 (en) | Highly white zinc oxide fine particles and method for preparation thereof | |
KR100991754B1 (en) | Preparation method of nano-sized TiO2 powder during the decomposition of CO2 by thermal plasma | |
RU2593061C1 (en) | Method of obtaining ultra-disperse powders of titanium | |
Ishigaki et al. | Synthesis of functional nanocrystallites through reactive thermal plasma processing | |
Li et al. | Morphology and crystal structure of A1-doped TiO2 nanoparticles synthesized by vapor phase oxidation of titanium tetrachloride | |
CN114751450A (en) | Method for preparing gas-phase nano titanium dioxide by high-temperature plasma combustion method | |
RU2349546C1 (en) | Method of producing fine silicon dioxide powder |