SI23547A

SI23547A - OPLAŠČEVANJE RUTILNIH NANODELCEV TIO V SUSPENZIJI S HIDRATIZIRANIM SiO IN Al O

Info

Publication number: SI23547A
Application number: SI201000397A
Authority: SI
Inventors: VERONOVSKI@Nika; EK@Dejan VERHOVĹ; NIK@AljaĹľ SELIĹ
Original assignee: CINKARNA@MetalurĹˇko@kemiÄŤna@industija@Celje@@d@d@
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-05-31
Also published as: WO2012067590A1

Abstract

Izum se nanaša razvoj hitrega prilagodljivega obvladljivega in ponovljivega pristopa k sintetiziranju oplaščenih nanodelcev TiO s hidratiziranimi silicijevimi in aluminijevimi oksidi ob rabi nenevarnih kemikalij Predlagani postopek temelji na pripravi dobro dispergiranega sistema nanodelcevTiO in kontrolirani hidrolizi SiO iz alkalnega prekurzorja Na SiO ob prisotnosti mineralne kisline H SO oz na hidrolizi Al O iz alkalnega prekurzorja NaAlO ob prisotnosti mineralne kisline H SO Na podlagianaliz smo ugotovili da daljši časi oplaščevanja vplivajo na povečanje količine SiO in debeline nanosa S kontroliranimi sinteznimi pogoji sobili oplaščeni posamezni nanodelci TiO Mehanizem anorganskega oplaščevanja nanodelcev TiO lahko kategoriziramo kot izobarjanje hidratiziranih oksidov v obliki tankih plasti na že prisotne delce heterogena nukleacija Prednost postopka je vnjegovi enostavnosti in v tem da je v celotnem postopku od začetka do konca prisotna stabilna suspenzija nanodelcev TiOkar omogoča zdrave pogoje dela zaposlenih pri proizvodnji in uporabi ter preprečuje negativne vplive na okolje emisija nano delcev

Description

OPLAŠČEVANJE RUTILNIH NANODELCEV TIO2 V SUSPENZIJI S HIDRATIZIRANIM SiO₂ IN A1₂O₃

PODROČJE IZUMA

Predmet izuma je oplaščevanje rutilnih nanodelcev TiO₂ v suspenziji s SiO₂ in AI2O3.

Predloženi izum sodi na področje koloidne kemije, podrobneje pa obsega suspenzije nanodelcev TiO₂ v kristalni strukturi rutila, s poudarkom na njihovi površinski obdelavi, z uporabo natrijevega silikata in natrijevega aluminata kot reagentov za oplaščenje nanodelcev s tankimi sloji hidratiziranega silicijevega in aluminijevega oksida (SiO₂ in A1₂O3).

PODROČJE TEHNIKE

Izum omogoča kontrolirano oplaščevanje nanodelcev v obliki suspenzije TiO2 s tankimi sloji hidratiziranega aluminijevega in silicijevega oksida (SiO₂ in AI2O3). Odločitev o proizvodnji nanodelcev TiO2, ki daje izključno izdelke v obliki suspenzije, temelji na skrbi za zdrave pogoje dela zaposlenih pri proizvodnji in uporabi ter preprečevanju negativnih vplivov na okolje (emisija nano delcev). Oplaščevanje temelji na principu hidrolize natrijevega silikata (Na₂SiO3) in natrijevega aluminata (NaA10₂). Namen oplaščevanja nanodelcev TiO₂ z anorganskimi oksidi je omejitev tvorbe prostih radikalov na površini TiO₂ in sprememba elektrokinetičnih lastnosti. Površinska obdelava ima za posledico spremembo površinskega naboja in s tem povečano disperzibilnost v polarnih medijih. Površinska obdelava z neaktivnimi anorganskimi materiali rezultira v pripravi suspenzij brez večjih aglomeratov. S tem se poviša stopnja transparentnosti (premazov, ki vsebujejo oplaščene nanodelce TiO₂) v vidnem delu spektra in poveča pokrivnost barv/lakov/premazov ter zaščita osnovnega substrata. Oplaščeni nanodelci TiO₂ obranijo svoje tehnološke in uporabne lastnosti, ob tem pa izkazujejo še višjo aplikativno vrednost, saj je vključitev UV-absorberjev, kot je TiO₂, učinkovit način za izboljšanje UV-odpomosti materialov. Oplaščeni nanodelci TiO₂ v kristalni strukturi rutila služijo kot UV-absorberji, zanje pa obstajajo različna področja aplikacij: kozmetika, plastika, barve, laki, premazi, tekstilije, itd. Oplaščenje po izumu je cenovno ugodno.

-2Nano titanov dioksid (TiO₂) je eden od novih sodobnih materialov. V primerjavi s pigmentnim TiO₂ ima spremenjene lastnosti. Nanodelci TiO₂ se od pigmentnega TiO₂ razlikujejo po velikosti in fizikalno-kemijskih lastnostih, zato je tudi njihova uporaba drugačna od pigmentnega. Velikost delcev, specifična površina, oblika del cev ter kristalna struktura so ključni parametri, ki vplivajo na lastnosti in uporabnost končnega izdelka. V smislu kristalne strukture je TiO₂ snov z več znanimi polimorfi. Izmed vseh kristalnih struktur TiO₂ pa sta pomembnejša le rutil in anatas. Glavni lastnosti nano TiO₂ sta absorbcija UV-svetlobe in fotokatalitska aktivnost. Že pigmentni TiO₂ je fotokatalitsko aktiven, ta lastnost pa je pri nanodelcih TiO₂ še veliko bolj izrazita. Nanodelci TiO₂ se najpogosteje uporabljajo kot UV absorberji in fotokatalizatorji. Nanodelci TiO₂ v kristalni strukturi anatas imajo visoko fotokatalitsko aktivnost, zato jih uporabljamo kot samočistilna sredstva, baktericide pri čiščenju odpadnih voda in tudi kot polprevodnike pri izdelavi fotocelic. Nanodelci TiO₂ v kristalni strukturi rutila pa so odlični UV-absorberji, in jih dodajamo različnim barvam in premazom, saj s tem dosežemo boljšo UV in vremensko obstojnost. Lastnosti nanodelcev TiO2 je mogoče izboljšati z oplaščanjem le-teh z drugimi materiali. Površinsko obdelavo TiO₂ oz. oplaščevanje dosežemo s hidrolizo oksidov na površino TiO₂ nanodelca.

Vodno steklo je po kemični sestavi natrijev silikat (Na₂SiO₃). Nastaja pri raztapljanju kremenčevega peska s sodo. Na₂SiO₃ je topen v vodi. Stabilen je v alkalnem mediju, pri vrednostih pH večjih od pH 10. Pod to vrednostjo se začne hidroliza, Na₂SiO₃ hidrolizira in izloča se SiO₂. V odvisnosti od pogojev hidrolize oksida lahko pri površinski obdelavi s SiO₂nastanejo nanodelci z različnimi karakteristikami. Hidroliza pri kislem oz. nevtralnem pH vodi do nastanka amorfnega SiO₂ nanosa, ki ga sestavljajo submikronski delci, povezani v strukturi gela. Nastali nanos omogoča boljšo disperzibilnost (TiO₂) delcev v mediju in posledično izboljšanje optičnih lastnosti. Pri nevtralnih oz. šibko kislih pogojih nastajajo nanosi z nižjo stopnjo sijaja oz. leska - matiranje. Počasna hidroliza pri alkalnem pH pa vodi do nastanka gostejšega, steklu podobnega SiO₂ nanosa, in ima za posledico izboljšanje obstojnosti oz. trajnosti delca.

Natrijev aluminat (NaA10₂) je pomembna anorganska kemikalija. Deluje kot učinkovit vir aluminijevega oksida za številne industrijske in tehnične aplikacije. Brezvodni natrijev aluminat je bela kristalinična snov s formulo NaA10₂, Na₂O · A1₂O₃, oz. Na₂Al₂O4. Natrijev aluminat je razpoložljiv tako v raztopini kot tudi v trdni obliki. Proizvajajo ga z raztapljanjem

-3aluminijevega hidroksida v raztopini NaOH. NaAlCE je prav tako kot Na2SiC>3 topen v vodi. Vodna raztopina NaAlCE je stabilna v alkalnem mediju, pri vrednostih pH večjih od pH 10. Pod to vrednostjo se začne hidroliza, NaAlCE hidrolizira in izloča se AI2O3. Površinska obdelava s hidratiziranim aluminijevim oksidom je verjetno najpogostejša površinska obdelava TiO2- Hidratiziran aluminijev oksid lahko hidrolizira iz natrijevega aluminata, ki reagira s kislino. Morfologija nanosa je odvisna od pogojev oplaščevanja. Hidratizirani aluminijevi oksidi, ki hidrolizirajo iz natrijevega aluminata pri kislih pogojih, so amorfne oblike. Hidratizirani AI2O3 delci na površini nanodelca T1O2 povzročajo zmanjšanje privlačnih sil med delci in izboljšajo disperzibilnost. V primeru večplastne površinske obdelave je AI2O3 najpogosteje zadnji nanos.

ZNANO STANJE TEHNIKE

Lastnosti nanodelcev T1O2 je mogoče izboljšati z oplaščanjem le-teh z drugimi materiali. Najpogosteje uporabljene površinske obdelave so: obdelava s S1O2, AI2O3 in/ali ZrO2. Za izdelavo plasti oksidov pri kontroliranih sintezah so znani različni pristopi na molekularnem nivoju. Sinteza T1O2 lahko poteče po različnih metodah, vendar je pomembnejša izmed njih solgel tehnika, ki dopušča oblikovanje mikrostrukture pri različni izbiri vrste prekurzorja in procesnih pogojev. Kljub vsem prednostim, kijih ponuja sol-gel postopek, pa številne obstoječe industrijske proizvodnje TiCE-SiCE kompozitov pri tem sinteznem načinu najpogosteje ovirajo faktorji kot so: uporaba dragih in nevarnih kemikalij pri sol-gel postopku; dolgi sintezni časi.

Pomembnejši publikaciji, v katerih so avtorji kot vir SiCE in AI2O3 kjer so kot za oplaščenje nanodelcev T1O2 uporabili natrijev silikat (Na2SiCE) in natrijev aluminat (NaAlCE), sta omenjeni v nadaljevanju.

S. R. Frerichs in W. H. Morrison sta raziskala površinsko obdelavo nanodelcev TiO2 s S1O2 in AI2O3 v prisotnosti citronske kisline. Pri svojem delu sta avtorja za pripravo gošče uporabila nanodelce T1O2 v obliki prahu. Površinska obdelava obsega: pripravo gošče nanodelcev T1O2; dodatek citronske kisline; dodatek vira kovinskega oksida izbranega iz skupine, ki jo sestavljajo vir AI2O3 in vir SiCE; končna obdelava površinsko obdelanih nanodelcev T1O2. Hidroliza S1O2 je potekala pri povišani T (T-30-100°C) pri pH - 7. Po površinski obdelavi z Na2SiO3 in NaAlCE sta delce posušila, zdrobila in presejala. Oplaščeni nanodelci T1O2 so imeli vsebnost -44% S1O2 in ~ 6% AI2O3. Delci, oplaščeni po opisanem postopku, so izkazovali visoko svetlobno stabilnost in so imeli manjšo težnjo k aglomeraciji.

C. R. Bettler in M. P. Deibold pa sta raziskala postopek za izdelavo visoko obstojnega pigmenta T1O2, ki se enostavneje dispergira. Postopek obsega naslednje korake: segrevanje gošče delcev T1O2 do T=85-100°C; dodajanje citronske kisline; uravnavanje pH na pH>10; dodajanje vodne razoptopine Na2SiO3; nevtralizacija gošče z mineralno kislino (dušikova, klorovodikova ali žveplova kislina); uravnavanje T (T=55-90°C); dodajanje vodne razoptopine NaAlCh; uravnavanje pH na 5-9 z z mineralno kislino (dušikova, klorovodikova ali žveplova kislina).

V literaturi ni zaslediti podatkov o opisanem načinu modifikacije nepraškastih nanodelcev TiO2. Prav tako ni zaslediti pojasnitve stabilnosti Na2SiC>3 in NaAlCk prekurzorjev pri različnih pH pogojih z uporabo titracijskega pristopa in pojasnitve elektrokinetičnih lastnosti nanodelcev T1O2, ki vplivajo na določitev procesnih pogojev in končno na rezultat oplaščevanja. Prav tako ni zaslediti podatkov o vplivu pranja površinsko obdelanih nanodelcev T1O2. Opisan način modifikacije se od ostalih postopkov oplaščevanja razlikuje v tem, da postopek ne vključuje faze sušenja in posledično praškastih delcev, ki imajo negativen vpliv na zaposlene pri proizvodnji, uporabnike in na okolje. Oplaščeni nanodelci T1O2 bodo za različne aplikacije na voljo v suspenziji in ne v obliki prahu. S tem se izognemo stroškom segrevanja pri kalcinaciji in aglomeraciji oplaščenih nanodelcev, ki nastopi pri kalcinaciji.

OPIS IZUMA

Izum dodatno pojasnjujejo slike:

Slika 1: TEM posnetek neobdelanih nanodelcev TiO2 s kristalno strukturo rutila.

Slika 2: TEM posnetek submikronskih S1O2 delcev nastalih po izvedbenem primeru A, povezanih v strukturo gela.

Slika 3: TEM posnetek oplaščenih nanodelcev T1O2 s kristalno strukturo rutila, z amorfno plastjo hidratiziranega S1O2, nastalega s hidrolizo Na2SiO3 po izvedbenem primeru C, ki enakomerno prekriva površino T1O2 nanodelcev.

-5Slika 4: TEM posnetek oplaščenih nanodelcev TiO2 s kristalno strukturo rutila, z amorfno plastjo hidratiziranega S1O2 in AI2O3 nastalega po izvedbenem primeru D, ki enakomerno prekrivata površino nanodelcev TiO2 .

Slika 5: SEM posnetek neopranih opalščenih nanodelcev TiO2 s kristalno strukturo rutila, z amorfno plastjo hidratiziranega S1O2, nastalega s hidrolizo Na2SiO3 po izvedbenem primeru B, ki enakomerno prekriva površino nanodelcev TiO2 in kristali soli, nastalih v reakcijah med površinsko obdelavo.

Slika 6: SEM posnetek opranih oplaščenih nanodelcev TiO2 s kristalno strukturo rutila, z amorfno plastjo hidratiziranega S1O2, nastalega s hidrolizo Na2SiC>3 po izvedbenem primeru C, ki enakomerno prekriva površino T1O2 nanodelcev.

Slika 7: SEM posnetek opranih opalščenih nanodelcev TiO2 s kristalno strukturo rutila, z amorfno plastjo hidratiziranega S1O2 in AI2O3 nastalega po izvedbenem primeru D, ki enakomerno prekrivata površino nanodelcev TiO2.

t

Pričujoči izum opisuje oplaščevanje nanodelcev T1O2 s tankimi sloji hidratiziranega amorfnega aluminijevega in silicijevega oksida (S1O2 in AI2O3). Bistvo oplaščevanja nanodelcev T1O2 po izumu so kontrolirani pogoji, ki vodijo do oblikovanja homogenih slojev hidratiziranih oksidov na površini nanodelcev T1O2, kar se odraža v spremembi elektrokinetičnih lastnosti nanodelcev T1O2. Fizikalno-kemijsko so bili določeni in nadalje uporabljeni pogoji, ki vodijo do želene morfologije in lastnosti nanosov. V primeru kontroliranega oplaščevanja delcev T1O2, so nastali na površini le-teh homogeni nanosi, ki v celoti prekrivajo površino delcev. Prednost opisanega postopka je tudi v tem, da ne vključuje končne faze kalcinacije.

Za površinsko obdelavo je uporabljena suspenzija nanodelcev T1O2 z masno koncentracijo γ = 100 - 300 g/L. Povprečna velikost posameznega nanodelca T1O2 v suspenziji je 80x20 nm. Specifična površina nanodelcev T1O2 je 130 m²/g. Z analizo elektrokinetičnih lastnosti je bila določena izoelektrična točka (IET) nanodelcev T1O2, ki se nahaja pri vrednosti pH ~ 6,5. Dvig vrednosti pH suspenzije nanodelcev T1O2 iz močno kislega na pH 10,5 se doseže z dodatkom baze. Kot baza za uravnavanje pH medija se uporablja 10-60 ut. % natrijev hidroksid. Stabilizacija suspenzije nanodelcev T1O2 z bazičnim pH se izvaja v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času dveh ur ali manj. Kot stabilizacijsko sredstvo, ki preprečuje aglomeracijo nanodelcev T1O2 v pH območju blizu izoelektrične točke, se doda 0,5 - 2 ut.% citronske kisline. Reakcija s citronsko kislino poteka v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času

-6dveh ur ali manj ob sočasnem mešanju pri 150 do 400 obratih/min. Kot prekurzorja sta uporabljena Na2SiO_3; 10-30 ut.% (ysi02 = 220 g/L) in NaAlCh; 10-30 ut.% (yai2O3 = 280,3 g/L). Sinteza nanosa nanodelcev S1O2 iz natrijevega silikata z dodatkom mineralne kisline. Kot mineralna kislina za izobarjanje S1O2 nanodelcev uporablja 10-60 ut. % žveplova kislina. Izoboritev nanodelcev S1O2 je dosežena pri vrednosti pH 7, pri kateri se suspenzija meša v času treh ur ali manj. Kot iniciator hidrolize in kondenzacije se uporabi razredčena H2SO4, saj bi lahko koncentrirana kislina povzročila lokalno oz. homogeno nukleacijo S1O2, kar pa je v našem primeru neželen pojav. Sinteza nanosa nanodelcev AI2O3 iz natrijevega aluminata se izvede s simultanim dodatkom mineralne kisline pri vrednosti pH med 6,5 in 7,5. Nastala suspenzija meša v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času ene ure ali manj. kot sredstvi za uravnavanje pogojev pH pa 10 -60 ut. % mineralna žveplova kislina in 10 - 60 ut. % NaOH. Pred postopkom površinske obdelave sta bila oba prekurzorja analizirana z uporabo titracij, medtem ko so bile nanodelcem T1O2 določene elektrokinetične lastnosti oz. izoelektrična točka (IET). Določena je bila vrednost pH vodnega Na2SiO₃ (ysiO2 = 220 g/L), ki je za 1 ut. % Na2SiO₃ raztopino znašal 10,3, medtem ko je pH nerazredčene vodne Na2SiO₃ 11,7. Alkalna raztopina je bila titrirana s Chci = 0,1 mol/L. Na2SiO₃ raztopina je bila pri vrednosti pH 10,5 še stabilna, medtem ko pri vrednosti pH <10 raztopina ni več stabilna, kar dokazuje tudi potek krivulje in prevojne točke. pH vrednost razredčenega vodnega NaAlCE je ~ 11,5, z dodajanjem kisline oz. nižanjem vrednosti pH pa nastopi hidroliza hidratiziranega AI2O3. IET nanodelcev TiC>2 se je določila z uporabo aparata za določanje naboja delcev (PCD). IET je pri pH 6,5. Pri dani vrednosti pH je stabilnost vodne suspenzije T1O2 najnižja, nanodelci T1O2 imajo visoko težnjo k aglomeraciji. Površinski naboj delcev pogojuje stabilnost disperzij, zato se naboj na površini delcev ustvari z uravnavanjem pH na pH 10,5. Pri tej vrednosti pH pa se je določila tudi stabilnost obeh prekurzorjev, kar zagotavlja optimalne pogoje, pri katerih bodo nastali homogeni tanki sloji hidratiziranega aluminijevega in silicijevega oksida (S1O2 in A^CE), ki bodo v celoti pokrili površino posameznih nanodelcev T1O2 in ne aglomeratov.

Po končani površinski obdelavi se delci še operejo na centrifugi, s čimer se odstranijo vsebovane nečistoče, predvsem različne soli, nastale pri reakcijah površinske obdelave nanodelcev T1O2.

Izvedbeni primer A:

V čašo se natoči 500 mL destilirane vode, pH se uravna na pH 9,5 - 10,5 z dodajanjem 10 - 60 ut. % NaOH. Sočasno segrevamo pri temperaturi 40 -100 °C Pri tej pH-vrednosti je Na2SiO₃ še

-7stabilen. Počasi (po kapljicah) se doda 10-30 ut.% Na2SiO3. Na₂SiC>3 je v tem primeru predstavljal vir SiO₂. Suspenzijo se meša 5-30 minut, nakar se doda 10-60 ut. % H2SO4, dokler ni dosežena vrednosti pH 6,5 - 7,5. Suspenzija smo pri tej vrednosti pH meša 0,5 - 4 ure, da se izobori ves SiO₂. Sledi zorenje.

Izvedbeni primer B:

V čašo se natoči 500 mL pripravljene suspenzije rutilnih nanodelcev TiO₂ z masno koncentracijo γ = 100 - 300 g/L, ki je bila predhodno dispergirana z uporabo dispergatorja Ultra Turrax T25 (IKA, Nemčija) pri 8000 - 13500 obratih/min. Suspenzija rutilnih nanodelcev TiO₂po sintezi je močno kisla (pH ~ 0). Suspenziji se ob mešanju s propelerskim mešalom pri 150 400 obratih/min doda 0,5 - 2 ut. % citronske kisline v obliki raztopine. Delci se lahko med postopkom površinske obdelave pri prehodu preko izoelektrične točke močno zaglomerirajo in so kot taki neprimerni za oplaščenje s SiO₂. Pri oplaščevanju nanodelcev TiO₂ s SiO₂ je potrebno preprečiti aglomeracijo delcev, torej pripraviti stabilno suspenzijo v vodi. Aglomeracija se lahko prepreči z vezavo citronske kisline na površino. Kislina, vezana na površini, sterično preprečuje aglomeracijo nanodelcev, hkrati pa zagotovi na njihovi površini visok naboj, ki prispeva k elektrostatski stabilizaciji suspenzije (elektrosteričena stabilizacija). Mešanica je bila segreta na 40 - 100 °C, ob mešanju pri 150 - 400 obratih/min 0,5 - 2 uri. Med tem se je citronska kislina kemijsko vezala na površino nanodelcev. pH vrednost suspenzije je bila nato uravnana na pH 10,5 z dodajanjem 10 - 60 ut. % NaOH. Pri tej pH-vrednosti imajo delci na površini visok negativni naboj, kar se kaže kot visok ζ-potencial, ki preprečuje njihovo močno aglomeriranje. Suspenzijo se meša 0,5 - 2 uri, z namenom doseganja enakomerne porazdelitve naboja na površini nanodelcev TiO₂. Ob nadaljnjem segrevanju in mešanju se dodaja 10-30 ut.% Na₂SiO3. Na₂SiO3 v tem primeru predstavlja vir SiO₂. Suspenzijo je potrebno mešati 5-30 minut, nakar se doda 10-60 ut. % H₂SO4, dokler ni dosežena vrednosti pH 7. Pri tej vrednosti pH se suspenzija 0,5 - 3 ure meša, z namenom izločitve vsega SiO₂. Sledi zorenje in centrifugiranje.

Izvedbeni primer C:

Začetek Izvedbenega postopka B je enak Izvedbenemu postopku B. Po zorenju sledi centrifugiranje in pranje. Postopek pranja oplaščenih nanodelcev TiO₂ je pomembna faza, saj se s pranjem odstranijo nastale soli pri reakcijah hidrolize SiO₂ in ostale nečistoče, ki bi lahko imele negativen vpliv na aplikativne lastnosti opšlaščenih nanodelcev TiO₂.

-8Izvedbeni primer D:

Začetek Izvedbenega postopka B je enak Izvedbenemu postopku A. Po 0,5 - 3 urah mešanja suspenzije pri nevtralni vrednosti pH, ko se izobori ves SiO₂, se oplaščevanje nadaljuje z dodajanjem 10 - 30 ut. % NaA10₂, s simultanim dodajanjem 10-60 ut. % H₂SC>4, s čimer smo ohranjali pH vrednost pri 6,5 - 7,5. Suspenzija se nato meša in segrevamo pri konstantni temperaturi še 10-60 minut. Sledi zorenje in pranje površinsko obdelanih TiO₂ nanodelcev, kjer se odstranijo nastale soli pri reakcijah izobarjanja SiO₂ in A1₂C>3 in ostale nečistoče.

Oplaščevanje rutilnih nanodelcev po izumu je torej značilen po tem, da se kisla suspenzija nanodelcev TiO2 prevede v stabilno suspenzijo z bazičnim pH z dodatkom ustrezne količine citronske kisline v raztopljeni obliki, da poteka reakcija s citronsko kislino v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času dveh ur ali manj ob sočasnem mešanju pri 150 do 400 obratih/min, da se dvig vrednosti pH iz močno kislega na pH 10,5 doseže z dodatkom baze, da se stabilizacija suspenzije nanodelcev TiO2 z bazičnim pH izvaja v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času dveh ur ali manj, da je izvedena sinteza nanosa nanodelcev SiO2 iz natrijevega silikata z dodatkom mineralne kisline, daje izoboritev dosežena pri vrednosti pH 7, pri kateri se suspenzija meša v času treh ur ali manj, daje izvedena sinteza nanosa nanodelcev A1₂O3 iz natrijevega aluminata s simultanim dodatkom mineralne kisline pri vrednosti pH med 6,5 in 7,5, da se nastala suspenzija meša v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času ene ure ali manj, da je možno oplaščene nanodelce TiO2 očistiti s centrifugiranjem, pri čemer se cikel centrifugiranja lahko večkrat ponovi.

Suspenzija nanodelcev TiO₂ je masne koncentracije TiO₂ med 100 in 300 g/L ter ima kislo vrednost pH. Kot stabilizator se uporabi citronska kislina med 0,5 in 2 ut.%. Kot baza za uravnavanje pH medija se uporablja 10 - 60 ut. % natrijev hidroksid. Vir SiO₂ predstavlja 10 - 30 ut.% natrijev silikat masne koncentracije SiO₂ 220 g/L. Kot mineralna kislina za izobarjanje SiO₂ nanodelcev uporablja 10-60 ut. % žveplova kislina. Vir A1₂C>3 predstavlja 10-30 ut.% natrijev aluminat masne koncentracije ALO3 280 g/L. Kot mineralna kislina za

-9izobarjanje AI2O3 nanodelcev uporablja 10-60 ut. % žveplova kislina. S centrifugiranjem nevtraliziranih suspenzij oplaščenih nanodelcev TiO₂ se odstranijo soli, nastale med nevtralizacijo z bazo in kislino.

Claims

1. Oplaščevanje rutilnih nanodelcev TiO₂ v suspenziji s SiO₂ in AfCfi pri čemer razvoj postopka izhaja iz kisle suspenzije nanodelcev TiO₂ v kristalni strukturi, značilen po tem, da se kisla suspenzija nanodelcev TiO2 prevede v stabilno suspenzijo z bazičnim pH z dodatkom ustrezne količine citronske kisline v raztopljeni obliki, da poteka reakcija s citronsko kislino v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času dveh ur ali manj ob sočasnem mešanju pri 150 do 400 obratih/min, da se dvig vrednosti pH iz močno kislega na pH 10,5 doseže z dodatkom baze, da se stabilizacija suspenzije nanodelcev TiO2 z bazičnim pH izvaja v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času dveh ur ali manj, da je izvedena sinteza nanosa nanodelcev SiO2 iz natrijevega silikata z dodatkom mineralne kisline, daje izoboritev dosežena pri vrednosti pH 7, pri kateri se suspenzija meša v času treh ur ali manj, daje izvedena sinteza nanosa nanodelcev ΑΕΟ3 iz natrijevega aluminata s simultanim dodatkom mineralne kisline pri vrednosti pH med 6,5 in 7,5, da se nastala suspenzija meša v razponu temperatur med 40 in 100 °C in v času ene ure ali manj, da je možno oplaščene nanodelce TiO2 očistiti s centrifugiranjem, pri čemer se cikel centrifugiranja lahko večkrat ponovi.

2. Oplaščevanje po zahtevku 1, značilno po tem, daje suspenzija nanodelcev TiO2 masne koncentracije TiO₂ med 100 in 300 g/L ter ima kislo vrednost pH.

3. Oplaščevanje po zahtevku 1, značilno po tem, da se kot stabilizator uporabi citronska kislina med 0,5 in 2 ut.%.

4. Oplaščevanje po zahtevku 1, značilno po tem, da se kot baza za uravnavanje pH medija uporablja 10-60 ut. % natrijev hidroksid.

5. Oplaščevanje po zahtevku 1, značilno po tem, da vir SiO₂ predstavlja 10 - 30 ut.% natrijev silikat masne koncentracije SiO₂ 220 g/L.

6. Oplaščevanje po zahtevku 1, značilno po tem, da se kot mineralna kislina za izobarjanje SiO₂ nanodelcev uporablja 10-60 ut. % žveplova kislina.

-117. Oplaščevanje po zahtevku 1, značilno po tem, da vir AI2O3 predstavlja 10-30 ut.% natrijev aluminat masne koncentracije AI2O3 280 g/L.

8. Oplaščevanje po zahtevku 1, značilno po tem, da se kot mineralna kislina za izobarjanje AI2O3 nanodelcev uporablja 10-60 ut. % žveplova kislina.

9. Oplaščevanje po zahtevku 1, značilno po tem, da se s centrifugiranjem nevtraliziranih suspenzij oplaščenih nanodelcev TiO₂ odstranijo soli, nastale med nevtralizacijo z bazo in kislino.