SU1713886A1

SU1713886A1 - Способ получени смешанных оксидов алюмини и титана

Info

Publication number: SU1713886A1
Application number: SU894704196A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Алексеевич Малков; Людмила Ивановна Петрова; Анатолий Алексеевич Малыгин; Виктор Васильевич Гусаров
Original assignee: Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к технологии соединений редких и цветных металлов, пре-/имущественно к получению смешанных оксидов. Цель - получение продукта с заданными содержанием диоксида титана, соотношением и размерами кристаллитов анатаза и рутила и упрощение процесса. Это достигаетс многократной обработкой предварительно высушенного оксида алюмини парами тетрахлорида титана и воды при 200-600°С с удалением после каждой стадии обработки избытка физически сорбированных реагентов продувкой газом. По сравнению со способом-прототипом это позвол ет получать в составе смешанного продукта диоксид титана в кристаллической форме и регулировать посредством температуры обработки его фазовый состав и размеры кристаллитов. 1 табл.^

Description

Изобретение относитс к технологии соединений редких и цветных металлов, преимущественно к получению смешанных оксидов.

Известен способ получени смешанных оксидов алюмини и титана путем нагрева смеси алкогол та алюмини или титана и хлорида титана или алюмини при 100250°С . Затем дл очистки от органических примесей и кристаллизации полученный продукт нагревают последовательно 2-3 ч при 250-300°С и 5-10 ч при 900-1100°С.

Указанный способ характеризуетс неравномерностью распределени компонентов как в отдельном зерне, так и между зернами в массе получаемого продукта, наличием высокотемпературной стадии (9001100°С ) кристаллизации получаемого

аморфного продукта, загр знением целевого продукта органическими веществами, что вызывает необходимость очистки, усложн ет технологию, делает ее зкологически опасной вследствие образовани загр зненных сточных вод после отмывки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ получени смешанных оксидов алюмини и титана путем обработки предварительно высушенного оксида алюмини парами TiCl4 до установлени адсорбционного равновеси , последующего гидролиза адсорбированного в парахTICU влажным воздухом и дальнейшего температурного отжига при 650-1000°С

Недостатком данного способа вл етс невозможность регулировани содержани

диоксида титана, поскольку максимально достижимое его количество в продукте ограничено суммарным объемом пор и адсорбционной способностью используемого оксида алюмини и составл ет (Syg 227 ,V;,0,53 ) 10 мае.%. Ввиду разной динамической активности оксида алюмини разброс в содержании Ti02 в продукте может составл ть ±2%. Кроме того, наличие высокотемпературной стадии, необходимой дл кристаллизации двуокиси титана, сопровождаетс при температуре отжига выше 800°С спеканием и фазовыми превращени ми оксида алюмини с получением набора смешанных форм.

Цель изобретени - получение продукта с заданным содержанием диоксида титана и соотношением и размерами кристаллитов анатаза и рутила и упрощение процесса.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени смешанных оксидов алюмини и титана, включающему обработку предварительно высушенного оксида алюмини парами тетрахлорида титана и воды, обработку провод т при 200600°С многократно с удалением после каждой стадии обработки избытка тетрахлорида титана и хлорида водорода осушенным газом. Обработку оксида алюмини парами TiCl4 провод т до завершени реакции т( AI-OH) + TiCl4-l -4sAI-0-)mTICU-m + mHCI.

Контроль за полнотой протекани процесса осуществл ют по содержанию титана в конечном продукте. Обработку парами воды продукта, полученного в результате осуществлени реакции (1), провод т только после удалени из реакционного пространства избытка TiCl4 и HCI. Завершение процесса гидролиза

|-AbO-)mTiCl4-m + (4-m)H20 I-0-)mTi(OH)4-m+ + (4-m)HCI(2)

контролируют по прекращению выделени HCI на выходе из реактора и по содержанию хлора в твердой фазе. После тщательного высушивани полученный продукт подвергают вновь двухстадийной обработке и т.д.

Температурный интервал проведени процесса выбирают исход из характера изменени фазового состава получаемого диоксида титана. При температуре менее 200°С получают аморфный диоксид титана. Проведение процесса при температуре более 600°С не приводит к изменению фазового состава по сравнению с 600°С, но сопровождаетс нежелательными побочными процессами хлорировани , термической и окислительной деструкцией поверхностных структур. Нижний предел кратности обработки определ ют формированием

кристаллической структуры ТЮг только после двух циклов, верхний предел - необходимым содержанием ТЮа.

Пример 1.В реактор загружают оксид алюмини , высушивают в атмосфере воздуха при 200°С в течение 4 ч и обрабатывают парами тетрахлорида титана в потоке осушенного газа-носител (воздух, инертный газ) до насыщени . Затем провод т парофазный гидролиз образца при200°Сдопре5кращени выделени хлорида водорода и высушивают продукт в потоке газа-носител . Обработку повтор ют еще раз (кратность обработки п 2). Продукт содержит 12 мас.% Т102 (tOO% рутильной со средним размером кристаллитов 250 А.

0 Примеры 2-9. Процесс провод т аналогично. Услови проведени процесса и полученные результаты приведены в таблице .

Из представленных в таблице данных

5 следует, что совокупность используемых в изобретении приемов позвол ет получать смешанные оксиды алюмини и титана, регулиру содержание диоксида титана от 6,0 до 38,8 мас.%. Измен температуру проведени процесса от 200 до 600°С, можно регулировать фазовый состав диоксида титана впродуктеот 100% рутила до 100% анатаза. В интервале температуры 200-500°С в смешанной системе присутствует как рутиль5 на , так и анатазна формы диоксида титана, соотношение между которыми определ етс температурой синтеза. Размер кристаллитов диоксида титана также измен етс в рассматриваемом интервале температур. При температуре обработки менее 200°С получаетс продукт в аморфном состо нии . Повышение температуры более 600°С сопровождаетс снижением размеров кристаллитов диоксида титана.

5 По сравнению с известным предлагаемый способ позвол ет получать в составе смешанного продукта диоксид титана в кристаллической форме, причем с заданным (в зависимости от кратности и температуры

0 обработки) содержанием диоксида титана и фазовым составом и размерами кристаллитов .

ПЬскольку дл регулировани фазового состава диоксида титана в смешанном продукте по известному способу необходима дополнительна высокотемпературна обработка , то исключение ее благодар техническому решению в способе вл етс дополнительным преимуществом его по

сравнению с известным, что позвол ет упростить процесс.

Claims

Формула изобретени Способ получени смешанных окси/ ов алюмини и титана, включающий обработку предварительно высушенного оксида алюмини парами тетрахлорида титана и воды.

отличающийс тем, что, с целью получени продукта с регулируемым содержанием диоксида титана и соотношением и размерами кристаллов анатаза и рутила и упрощени процесса, обработку провод т при 200-бОО°С многократно с удалением избытка тетрахлорида титана и хлористого водорода продувкой осушенным газом.