WO2013076321A1 - Method for obtaining anatase-phase titanium-dioxide particles - Google Patents

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Daniel FERNANDEZ HEVIA
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Inael Electrical Systems, S.A.
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    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer

Definitions

  • the present invention belongs to the field of synthesis of titanium dioxide particles with controlled morpho logy ⁇ to promote exposure of ultra reactive faces or to obtain microspheres self assembled bladas high crystallinity.
  • Said invention relates to a sustainable method of synthesizing particles of titanium dioxide in anatase phase.
  • the procedure is carried out by non-hydrothermal route, at atmospheric pressure and low temperatures (below 100 ° C), and allows its industrial implementation quickly, efficiently, and safely, through moderate economic investments, using raw materials abundant, economical, and environmentally acceptable, and exploiting natural and energy resources in an efficient, controlled and sustainable manner.
  • the invention also relates to the particles obtained by the method of the invention and the use thereof in the generation of hydrogen from water.
  • Titanium dioxide is a common constituent of minerals found in igneous rocks such as iron-titanium oxide, perovskites, and replacing the iron in some species of silicates such as pyroxene and divi ⁇ us.
  • rutile tetragonal
  • anatase tetragonal centered on the faces
  • brookite orthorhombic
  • A-TIO 2 crystals have existed, so far, in the form of octahedral bipyramids with the vast majority of their surface formed by thermodynamically favorable crystalline faces (faces ⁇ 101 ⁇ ), which, in turn, are the more inert and less reactive and, therefore, less interesting from the point of view of any of the aforementioned applications.
  • sol-gel method is described to prepare dioxide environment titanium anatase temperature from a titanium precursor and a solvent consisting of water, alcohol and an acid or base catalyst .
  • precipitates derived from sol-gel method are usually amorphous in nature and require a subsequent heat treatment for crystallization indu ⁇ cir thereof.
  • the method does not seek morphological control aimed at the exposure of ultra-reactive surfaces, or the obtaining of self-assembled microspheres, therefore being radically different from the invention claimed herein.
  • the hydro ⁇ thermal treatment makes it difficult to control the morphology of the particles, since the titanium cations that participate Breads in the reaction are susceptible to nucleophilic attack by water, resulting in too rapid hydrolysis and causing the particles to grow uncontrollably.
  • the method does not seek a specific morphological control ⁇ cally aimed at exposing ultrareactivas surfaces, nor obtaining self - assembled microspheres high crystallinity is achieved, and is therefore radically different from the invention claimed in the present document.
  • the inventors have found a process pa ⁇ ra preparing particles of titanium dioxide with morpho ⁇ controlled logy, leading either to obtaining nanoparticles with increased exposure ultrareac faces ⁇ tions (001), or to obtain of self-assembled microspheres from agglomerates of nanoparticles.
  • the process is non-hydrothermal, and comprises a solution of a titanium precursor at atmospheric pressure and at temperatures below 110 ° C thus avoiding extreme reaction conditions and the need to use high-cost sealed and pressurized reactors and high energy consumption.
  • the first aspect of the invention relates to a process for synthesizing titanium dioxide particles in the anatase phase, in unsealed or pressurized containers, which comprises the steps of:
  • a second aspect of the invention relates to nanoparticles obtained by the method des ⁇ Crito above, where step a) is performed in the presence of a surfactant and in a temperature range which is between 70 ° C and 90 ° C and which also includes the stages of:
  • step d disposal of organic remains; e) ⁇ tion of an aqueous suspension of the nanoparticles obtained in step d); f) preparation of a solution of hexachloroplatinic acid IV, H 2 PtCl 6 in distilled water with a metal filler content between 0.5% and 0.95% by weight; g) mixing of the suspension aqueous of step e) with the platinum solution of step f) and with a C2-C4 alcohol; h) illumination of the mixture of step g) with a lamp in the region below 410 nm in the presence of a nitrogen purge; i) centrifugation and j) drying.
  • a third aspect of the invention relates to the use of nanoparticles as described above ⁇ mers catalyzes the synthesis of hydrogen from water.
  • the use of the particles makes hydrogen synthesis more efficient than with the use of other known catalysts, with higher yields in a wide range of pH conditions, reagent concentration and irradiation.
  • the synthesis of hydrogen in the presence of the particles of the invention is cheaper and less polluting than the already known processes of hydrogen synthesis from water.
  • Example 1 shows an electronic microscopy by scanning field emission (MECEB) of the departed ⁇ particles obtained in Example 1 of the present inven ⁇ .
  • MECEB scanning field emission
  • Figure 2 shows an X-ray diffractogram of titanium dioxide synthesized at I) 60 ° C, for 4 hours; II) at 76 ° C for 4 hours and III) at 76 ° C for 4 hours plus calcination at 300 ° C for 2 hours.
  • 3 shows an electronic microscopy by scanning field emission (MECEB) of the particles obtained ⁇ departed 76 ° C for 4 hours calcination at 300 ° C for 2 hours.
  • MECEB scanning field emission
  • FIG. 4 shows a MECEB of the titanium dioxide particles obtained in example 2 of the invention.
  • titanium precursor refers to an organic titanium molecule that participates in the reaction to generate another titanium molecule.
  • titanium precursors are titanium halides such as titanium tetrachloride, titanium alkoxide such as titanium butoxide and tetradimethyl amino titanium.
  • titanium precursor is titanium butoxide.
  • C2-C4 alcohol refers to straight chain alcohols or branched ⁇ gives having from 2 to 4 carbon atoms. Examples of these alcohols include, but are not limited to, ethanol, butanol or isopropanol. Preferably the alcohols are ethanol and butanol.
  • surfactant refers to both anionic surfactants such as fatty acid salts of 5 to 30 carbon atoms, for example sodium lauryl sulfate and other fatty acid sulfate salts, oleic acid and cationic surfactants such as alkylamines of 8 to 22 carbon atoms, for example oleylamine and mixtures thereof.
  • Preferably it is a mixture of oleic acid and oleila ⁇ mine.
  • nanoparticle refers to particles with at least one of the dimensions of a size smaller than 10 m.
  • the first aspect of the invention relates to a method of synthesizing particles of titanium dioxide in anatase phase, in unsealed or pressurized containers which comprise ⁇ of the steps of:
  • reaction time is between 6 hours and 10 hours.
  • microspheres of size greater than 1 ⁇ in diameter are obtained, approximately between 2 ⁇ and 4 ⁇ in diameter.
  • the spheres are very homogeneous.
  • the crystallinity of the particles obtained by the process according to the first aspect of the invention can be improved by removing the remains cos ⁇ Organi. Therefore, in a embodiment of the first aspect of the invention, the process further comprises a step of eliminating the organic residues.
  • the removal of organic residues is carried out by a calcination step at a temperature between 300 ° C and 400 ° C for a time between 2 hours and 4 hours.
  • waste disposal is done by sonication.
  • irradiation of ultraviolet rays is carried out by irradiation of ultraviolet rays.
  • step a) if step a) is carried out in the presence of a surfactant, and in a temperature range between 70 ° C and 90 ° C, nanoparticles of carbon dioxide are obtained. truncated anatase titanium phase at its ends.
  • a surfactant in the presence of a surfactant, and in a temperature range between 70 ° C and 90 ° C, nanoparticles of carbon dioxide are obtained. truncated anatase titanium phase at its ends.
  • surfactants has been designed so that they are economical, naturally abundant, simple to process, and environmentally benign.
  • Anatase phase titanium dioxide nanoparticles exhibit high exposure of reactive faces ⁇ 001 ⁇ . These faces were considered far as unstable and impossible to synthesize in significant quantities, although its nature ultra-reactive to highly desirable, both from a scientific point of view, as a technology for numerous applica ⁇ tions.
  • microspheres may include a step of removing organic waste.
  • the titanium precursor is titanium butoxide
  • the surfactant is a solution of oleic acid and oleylamine in absolute or pure ethanol with a stoichiometry l: x: y where 4 ⁇ x ⁇ 7 and 3 ⁇ y ⁇ 6, where x refers to oleic acid and oleylamine.
  • step a) is performed in concentric vessels covered airtight ⁇ where precur is ⁇ sor titanium into the inner chamber, the surfactant and alcohol C 2 -C 4 , and in the outer vessel is a C 2 -C 4 alcohol with a purity between 90% and 98%.
  • the outer cup alcohol diffuses very lentamen ⁇ dishing mix inner vessel so that the reaction control and the morphology of the synthesized nanoparticles is allowed.
  • the variables with which the morphology of the particles can also be controlled are the temperature of the C 2 -C 4 alcohol and the titanium precursor.
  • reaction temperature is between 70 ° C-81 ° C.
  • the temperature is between 70 ° C and 85 ° C and alcohol is ethanol.
  • the temperature is between 85 ° C and 90 ° C and the alcohol is butanol.
  • the nanoparticles of the invention can be cu ⁇ O pen platinum so that they can be used as catalysts in the process of producing hydrogen from water.
  • step a) is carried out in the presence of surfactants and includes a step of removing organic residues and further comprising the steps of: d) forming a aqueous suspension of the particles obtained in the organic waste removal stage;
  • step f) mixing the aqueous suspension of step d) with the platinum solution of step e) and with a C 2 -C 4 alcohol;
  • Crystallinity can be improved by
  • the nanoparticles obtained in example 2 were platinized.
  • Hexachloroplatinic acid solution different (IV) H 2 PtCl 6
  • the solution is mixed with an aqueous suspension of the nanoparticles of example 2 of the present invention.
  • the concentration of nanoparticles must be in the range of l-2g Ti0 2/1.
  • Isopropanol was added as a sacrificial agent with donor functions, with a final concentration in the range 0.2-0.4M.
  • Photodeposition was carried out by lighting between 4h and 8h with a mercury lamp (300-500W) and a photon flow 2-3 ⁇ 10 ⁇ 7 Einstein s _1 L _1 in the region below 410 nm. A constant nitrogen purge is maintained throughout the process and, finally, mind, the product is recovered by centrifugation and dried at 283K for 8-12h.
  • the reaction was carried out by illuminating with controlled UV radiation a liquid mixture containing, 2g of the platinized nanoparticles synthesized per liter of emulsion, 25% sacrificial agent, in this example methanol.
  • the pH was maintained between 4.5 to 7.5.
  • the first injection was made to the gas chromatograph by means of a gas valve. Chromatograms were taken every 30 minutes. The experiment is maintained for 8 hours.

Abstract

Method for the synthesis of anatase-phase titanium-dioxide particles with controlled morphology for fomenting the exposure of ultrareactive faces and/or obtaining self-assembled microspheres of high crystallinity via a non-hydrothermal route, at atmospheric pressure and low temperature (< 100°C), and in non-sealed, non-pressurized receptacles. The method is implemented at moderate temperatures below 100°C and at atmospheric pressure, allowing the rapid, efficient and safe industrial set-up thereof in return for moderate investment and making use of limited energy/natural resources and economic resources, without damaging the environment.

Description

PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE PARTÍCULAS DE DIOXIDO DE TITANIO EN FASE ANATASA  PROCEDURE FOR OBTAINING TITANIUM DIOXIDE PARTICLES IN ANATASE PHASE
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La presente invención se engloba en el campo de la síntesis de partículas de dióxido de titanio con morfo¬ logía controlada para fomentar la exposición de caras ultra reactivas o para obtener microesferas auto ensam- bladas de elevada cristalinidad . The present invention belongs to the field of synthesis of titanium dioxide particles with controlled morpho logy ¬ to promote exposure of ultra reactive faces or to obtain microspheres self assembled bladas high crystallinity.
Dicha invención se refiere a un procedimiento sostenible de síntesis de partículas de dióxido de titanio en fase anatasa. El procedimiento se lleva a cabo por vía no-hidrotermal, a presión atmosférica y bajas temperaturas (menores de 100° C) , y permite su implantación industrial de forma rápida, eficiente, y segura, mediante inversiones económicas moderadas, haciendo uso de materias primas abundantes, económicas, y medioambientalmente aceptables, y explotando los recursos naturales y energéticos de forma eficiente, controlada y sostenible. La invención también se refiere a las partículas obtenidas por el método de la invención y al uso de las mismas en la generación de hidrógeno a partir de agua. Said invention relates to a sustainable method of synthesizing particles of titanium dioxide in anatase phase. The procedure is carried out by non-hydrothermal route, at atmospheric pressure and low temperatures (below 100 ° C), and allows its industrial implementation quickly, efficiently, and safely, through moderate economic investments, using raw materials abundant, economical, and environmentally acceptable, and exploiting natural and energy resources in an efficient, controlled and sustainable manner. The invention also relates to the particles obtained by the method of the invention and the use thereof in the generation of hydrogen from water.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION
En general, las propiedades funcionales de crista- les inorgánicos semiconductores dependen críticamente de las propiedades físicas y químicas de las superficies (caras cristalinas) expuestas en la morfología del cristal. El diseño y síntesis "a medida" de cristales inorgánicos con superficies altamente energéticas y de muy alta reactividad se ha convertido en una de las áreas más activas de investigación científica durante los últimos 2-3 años, debido a la enorme importancia y variedad de sus aplicaciones prácticas. El dióxido de titanio es un constituyente común de los minerales que se encuentran en las rocas ígneas como óxido de hierro-titanio, perovskitas, y sustituyendo al hierro en algunas especies de silicatos como los divi¬ nos y piroxenos. Se trata de un óxido metálico de tran- sición que forma diferentes polimorfos en la naturaleza: rutilo (tetragonal) , anatasa (tetragonal centrada en las caras) y brookita (ortorómbico) siendo la fase rutilo la estructura termodinámicamente más estable. Por desgracia, las superficies de más alta reacti¬ vidad de A-TÍO2 (dióxido de titanio en fase anatasa) son también las de mayor energía superficial y, por tanto, son rápidamente eliminadas y desaparecen durante cual¬ quier proceso de síntesis. Los cristales de A-TÍO2 han existido, hasta el presente, en forma de bipirámides octaédricas con la inmensa mayoría de su superficie formada por las caras cristalinas termodinámicamente favorables (las caras {101}), las cuales, a su vez, son las más inertes y menos reactivas y, por tanto, menos interesantes desde el punto de vista de cualquiera de las aplicaciones antes citadas. In general, the functional properties of semiconductor inorganic crystals critically depend on the physical and chemical properties of the surfaces (crystalline faces) exposed in the morphology of the crystal. The "custom" design and synthesis of inorganic crystals with highly energetic surfaces and very high reactivity has become one of the most active areas of scientific research during the last 2-3 years, due to the enormous importance and variety of its practical applications. Titanium dioxide is a common constituent of minerals found in igneous rocks such as iron-titanium oxide, perovskites, and replacing the iron in some species of silicates such as pyroxene and divi ¬ us. It is a transition metal oxide that forms different polymorphs in nature: rutile (tetragonal), anatase (tetragonal centered on the faces) and brookite (orthorhombic) with the rutile phase being the thermodynamically more stable structure. Unfortunately, the surfaces of higher reacti vity ¬ A-TiO2 (titanium dioxide in anatase phase) are also higher surface energy and therefore are rapidly removed and disappear during which ¬ WANT synthesis process. A-TIO 2 crystals have existed, so far, in the form of octahedral bipyramids with the vast majority of their surface formed by thermodynamically favorable crystalline faces (faces {101}), which, in turn, are the more inert and less reactive and, therefore, less interesting from the point of view of any of the aforementioned applications.
La síntesis de cristales de A-TÍO2 con morfologías controladas, de tal manera que expongan un mayor porcen- taje de las caras cristalinas más reactivas (especial¬ mente las {001}), es un adelanto tecnológico de enorme trascendencia, sólo conseguido a lo largo de los últimos 2-3 años. Lamentablemente, todos los métodos desarrolla¬ dos hasta ahora implican procesos hidrotermales, a altas presiones y temperaturas, energéticamente intensivos, medioambientalmente insostenibles y económicamente no rentables. Esta falta de sostenibilidad medioambiental y de viabilidad económico/comercial se ve agravada por el frecuente uso de surfactantes extraordinariamente agre- sivos, como el ácido fluorhídrico (HF) , cuya utilización industrial implica riesgos de seguridad y salud, y costes de equipo y de proceso que, en la práctica, inviabilizan su desarrollo industrial y su promoción comercial . The synthesis of crystals A-TiO 2 controlled morphologies, such that expose a greater PERCENTAGE of the most reactive crystal faces (special ¬ the {001}), is a technological breakthrough of enormous significance, only achieved over the past 2-3 years. Unfortunately, all the methods developed so far involve ¬ two hydrothermal processes, at high pressures and temperatures, energy intensive, environmentally unsustainable and economically unprofitable. This lack of environmental sustainability and economic / commercial viability is aggravated by the frequent use of extraordinarily aggressive surfactants, such as hydrofluoric acid (HF), whose industrial use implies safety and health risks, and equipment and process costs which, in practice, make their industrial development and commercial promotion unfeasible.
De entre las aplicaciones de la A-T1O2 con morfolo¬ gía controlada, aquellas relacionadas con la fotocatáli- sis han cobrado una relevancia extraordinaria en los últimos años. La eficiencia fotocatalítica requiere una elevada separación de carga eléctrica en el material, a fin de evitar la recombinación entre los pares electrón- hueco fotogenerados . Existe una enorme diferencia entre la escala temporal de los procesos de fotogeneracion de electrones (~10-15 s) y la de participación de estos electrones en reacciones fotoquímicas en la superficie del material (~10~12 s) . Esto hace que la existencia de mecanismos de almacenamiento de carga, que permitan acumular el exceso de electrones fotogenerados en espera de su eficiente participación en las reacciones de oxidación/reducción, sea una característica de enorme valor. A tal efecto, se ha encontrado muy útil la cons¬ trucción de microestructuras jerárquicas autoensambladas a partir de la aglomeración de nanopartículas , de tal forma que los microespacios entre nanopartículas actúan como micro-condensadores acumuladores de carga eléctri¬ ca. Estas microestructuras deben poseer, simultáneamente una elevada cristalinidad y tienen la ventaja adicional de evitar los problemas de seguridad y salud asociados con el manejo directo de nanopartículas . Lamentablemen- te, para la síntesis de estas microestructuras, no se han descrito procedimientos económicamente viables y medioambientalmente sostenibles, esencialmente basados en la llamada "química verde", que requiere de procedi¬ mientos a presión atmosférica, implementables en reci- pientes no presurizados, y ocurriendo a bajas Among the applications of A-T1O 2 morphol controlled ¬ ogy, those related to sis fotocatáli- have gained an extraordinary importance in recent years. Photocatalytic efficiency requires a high separation of electrical charge in the material, in order to avoid recombination between the photogenerated electron-hole pairs. There is a huge difference between the temporal scale of electron photogeneration processes (~ 10-15 s) and the participation of these electrons in photochemical reactions on the surface of the material (~ 10 ~ 12 s). This makes the existence of charge storage mechanisms that allow the accumulation of the excess of photogenerated electrons in the hope of their efficient participation in oxidation / reduction reactions a characteristic of enormous value. To this end, it has been found very useful cons truction ¬ microstructures hierarchical self - assembled from the agglomeration of nanoparticles, so that the micro between nanoparticles act as micro-capacitor charging accumulators ELECTRIC ¬ ca. These microstructures must simultaneously have high crystallinity and have the additional advantage of avoiding the health and safety problems associated with direct handling of nanoparticles. Unfortunately, for the synthesis of these microstructures, there is no They have described economically viable and environmentally sustainable procedures essentially based on the "green chemistry" which require ments proce ¬ atmospheric pressure, implementable in reci- tainers unpressurized, and occurring at low
temperaturas y, por tanto, con bajo consumo de energía. temperatures and, therefore, with low energy consumption.
En la solicitud estadounidense con número de pu¬ blicación US2011003684 se describe un método sol-gel para preparar a temperatura ambiente dióxido de titanio en fase anatasa a partir de un precursor de titanio y un solvente formado por agua, alcohol y un catalizador ácido o básico. Sin embargo los precipitados derivados del método sol-gel son usualmente amorfos por naturaleza y requieren un tratamiento térmico posterior para indu¬ cir la cristalización de los mismos. El método no busca un control morfológico encaminado a la exposición de superficies ultrareactivas , ni a la obtención de micro- esferas autoensambladas , siendo por tanto radicalmente distinto de la invención reivindicada en el presente documento . In US application number pu ¬ cation US2011003684 a sol-gel method is described to prepare dioxide environment titanium anatase temperature from a titanium precursor and a solvent consisting of water, alcohol and an acid or base catalyst . However precipitates derived from sol-gel method are usually amorphous in nature and require a subsequent heat treatment for crystallization indu ¬ cir thereof. The method does not seek morphological control aimed at the exposure of ultra-reactive surfaces, or the obtaining of self-assembled microspheres, therefore being radically different from the invention claimed herein.
En la solicitud estadounidense con número de pu¬ blicación US2011150753 se describe un método para prepa- rar dióxido de titanio en fase anatasa que comprende la mezcla de un alcóxido de titanio y una sal de cetil metil amonio en agua, sometiendo la mezcla a un trata¬ miento hidrotermal en recipiente presurizado a alta presión y a una temperatura entre 60°C y 120°C. Los tratamientos hidrotermales son aplicados para incremen¬ tar la cristalinidad pero se requiere de largos tiempos de añejamiento para obtener el dióxido de titanio cris¬ talino a baja temperatura. Además el tratamiento hidro¬ termal dificulta el control de la morfología de las partículas, ya que los cationes de titanio que partici- pan en la reacción son susceptibles del ataque nucleofi- lico por parte del agua, dando lugar a una hidrólisis demasiado rápida y produciendo el crecimiento de las partículas de una forma incontrolada. En todo caso, de nuevo, el método no busca un control morfológico especí¬ ficamente encaminado a la exposición de superficies ultrareactivas , ni tampoco se consigue la obtención de microesferas autoensambladas de alta cristalinidad, siendo por tanto radicalmente distinto de la invención reivindicada en el presente documento. In US application number US2011150753 pu ¬ lication a method rar prepared titanium dioxide in anatase phase comprising the mixture of a titanium alkoxide and a salt of cetyl ammonium methyl described water, subjecting the mixture to about ¬ Hydrothermal reservoir in pressurized vessel at high pressure and at a temperature between 60 ° C and 120 ° C. Hydrothermal treatments are applied to INCREM.ENCODER ¬ tar crystallinity but requiring long aging for titanium dioxide cris ¬ Talino low temperature. In addition, the hydro ¬ thermal treatment makes it difficult to control the morphology of the particles, since the titanium cations that participate Breads in the reaction are susceptible to nucleophilic attack by water, resulting in too rapid hydrolysis and causing the particles to grow uncontrollably. In any case, again, the method does not seek a specific morphological control ¬ cally aimed at exposing ultrareactivas surfaces, nor obtaining self - assembled microspheres high crystallinity is achieved, and is therefore radically different from the invention claimed in the present document.
Como se puede ver por los documentos citados, a pesar de que varios procesos para la síntesis de dióxido de titanio han sido ya descritos, todavía existe una necesidad de un procedimiento sostenible, simple y económico que permita obtener a escala industrial dióxi¬ do de titanio en fase anatasa con morfología controlada, aumentando la exposición de caras ultrareactivas y/o obteniendo microestructuras auto-ensambladas a partir de nanopartículas , con las ventajas que ambos materiales aportan y que ya han sido discutidas más arriba. As can be seen from the cited documents, although various processes for the synthesis of titanium dioxide have already been described, there is still a need for sustainable, simple and economical process for obtaining industrial scale dioxy ¬ do titanium in anatase phase with controlled morphology, increasing the exposure of ultrareactive faces and / or obtaining self-assembled microstructures from nanoparticles, with the advantages that both materials provide and which have already been discussed above.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los inventores han encontrado un procedimiento pa¬ ra preparar partículas de dióxido de titanio con morfo¬ logía controlada, conduciendo o bien a la obtención de nanopartículas con mayor exposición de caras ultrareac¬ tivas (001), o bien a la obtención de microesferas auto- ensambladas a partir de aglomerados de nanopartículas . El procedimiento es no hidrotermal, y comprende una disolución de un precursor de titanio a presión atmosférica y a temperaturas por debajo de 110°C evitando así condiciones de reacción extremas y la necesidad de utilizar reactores sellados y presurizados de alto coste y elevado consumo energético. DESCRIPTION OF THE INVENTION The inventors have found a process pa ¬ ra preparing particles of titanium dioxide with morpho ¬ controlled logy, leading either to obtaining nanoparticles with increased exposure ultrareac faces ¬ tions (001), or to obtain of self-assembled microspheres from agglomerates of nanoparticles. The process is non-hydrothermal, and comprises a solution of a titanium precursor at atmospheric pressure and at temperatures below 110 ° C thus avoiding extreme reaction conditions and the need to use high-cost sealed and pressurized reactors and high energy consumption.
El primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento de síntesis de partículas de dióxido de titanio en fase anatasa, en recipientes no sellados ni presurizados, el cual comprende las etapas de: The first aspect of the invention relates to a process for synthesizing titanium dioxide particles in the anatase phase, in unsealed or pressurized containers, which comprises the steps of:
a) disolver un precursor orgánico de titanio en un alcohol C2-C4 a presión atmosférica y en un rango de temperaturas que está comprendido entre 70°C y 100°C, durante un tiempo de reacción comprendido entre 10 horas y 30 horas;  a) dissolve an organic titanium precursor in a C2-C4 alcohol at atmospheric pressure and in a temperature range between 70 ° C and 100 ° C, for a reaction time between 10 hours and 30 hours;
b) enfriar la disolución que resulta de la etapa a) ;  b) cooling the solution resulting from step a);
c) evaporar hasta sequedad.  c) evaporate to dryness.
Las ventajas del procedimiento son entre otras que se lleva a cabo en unas condiciones moderadas y con reactivos no contaminantes del medioambiente . Además, con el procedimiento de la invención no son necesarias etapas suplementarias para obtener la cristalinidad de las partículas. Por último, con el procedimiento de la invención los tiempos de añej amiento no son elevados. The advantages of the process are among others that it is carried out under moderate conditions and with non-polluting reagents in the environment. Furthermore, with the process of the invention no additional steps are necessary to obtain the crystallinity of the particles. Finally, with the process of the invention the aging times are not high.
Un segundo aspecto de la invención se refiera a las nanopartículas obtenidas por el procedimiento des¬ crito arriba, donde la etapa a) se realiza en presencia de un surfactante y en un rango de temperaturas que está comprendido entre 70°C y 90°C y que además comprende las etapas de: A second aspect of the invention relates to nanoparticles obtained by the method des ¬ Crito above, where step a) is performed in the presence of a surfactant and in a temperature range which is between 70 ° C and 90 ° C and which also includes the stages of:
d) eliminación de los restos orgánicos; e) forma¬ ción de una suspensión acuosa de las nanopartículas obtenidas la etapa d) ; f) preparación de una disolución de ácido hexacloroplatínico IV, H2PtCl6 en agua destilada con un contenido de carga de metal comprendida entre el 0.5% y el 0.95% en peso; g) mezclado de la suspensión acuosa de la etapa e) con la disolución de platino de la etapa f) y con un alcohol C2-C4; h) iluminación de la mezcla de la etapa g) con una lámpara en la región por debajo de los 410nm en presencia de una purga de nitró- geno; i) centrifugación y j) secado. d) disposal of organic remains; e) ¬ tion of an aqueous suspension of the nanoparticles obtained in step d); f) preparation of a solution of hexachloroplatinic acid IV, H 2 PtCl 6 in distilled water with a metal filler content between 0.5% and 0.95% by weight; g) mixing of the suspension aqueous of step e) with the platinum solution of step f) and with a C2-C4 alcohol; h) illumination of the mixture of step g) with a lamp in the region below 410 nm in the presence of a nitrogen purge; i) centrifugation and j) drying.
Un tercer aspecto de la invención se refiere al uso de las nanopartículas antes descritas como cataliza¬ dores en la síntesis de hidrógeno a partir de agua. A third aspect of the invention relates to the use of nanoparticles as described above ¬ mers catalyzes the synthesis of hydrogen from water.
El uso de las partículas hace que la síntesis de hidrógeno sea más eficiente que con el uso de otros catalizadores ya conocidos, con rendimientos mayores en un amplio rango de condiciones de pH, concentración de reactivos e irradiación. La síntesis de hidrógeno en presencia de las partículas de la invención es más económica y menos contaminante que los procesos ya conocidos de síntesis de hidrógeno a partir de agua. The use of the particles makes hydrogen synthesis more efficient than with the use of other known catalysts, with higher yields in a wide range of pH conditions, reagent concentration and irradiation. The synthesis of hydrogen in the presence of the particles of the invention is cheaper and less polluting than the already known processes of hydrogen synthesis from water.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo prefe¬ rente, y nunca limitativas de la invención. Herein, with a set of drawings, illustrative example prefe ¬ ent, and never limiting the invention it is complemented.
La figura 1 muestra una microscopía electrónica de campo de emisión mediante barrido (MECEB) de las partí¬ culas obtenidas en el ejemplo 1 de la presente inven¬ ción . 1 shows an electronic microscopy by scanning field emission (MECEB) of the departed ¬ particles obtained in Example 1 of the present inven ¬.
La figura 2 muestra un difractograma de rayos X de dióxido de titanio sintetizado a I) 60°C, durante 4 horas; II) a 76°C durante 4 horas y III) a 76°C durante 4 horas más calcinación a 300°C durante 2 horas. La figura 3 muestra una microscopía electrónica de campo de emisión mediante barrido (MECEB) de las partí¬ culas obtenidas a 76°C durante 4 horas más calcinación a 300°C durante 2 horas. Figure 2 shows an X-ray diffractogram of titanium dioxide synthesized at I) 60 ° C, for 4 hours; II) at 76 ° C for 4 hours and III) at 76 ° C for 4 hours plus calcination at 300 ° C for 2 hours. 3 shows an electronic microscopy by scanning field emission (MECEB) of the particles obtained ¬ departed 76 ° C for 4 hours calcination at 300 ° C for 2 hours.
La figura 4 muestra una MECEB de las partículas de dióxido de titanio obtenidas en el ejemplo 2 de la invención . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Figure 4 shows a MECEB of the titanium dioxide particles obtained in example 2 of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Todos los términos que se utilizan aquí, al menos que se indique otra cosa, deben de ser entendidos en el significado ordinario en el estado de la técnica. Las definiciones más específicas para ciertos términos utilizados en la presente solicitud, como las que se indican más abajo, se aplican de manera uniforme a lo largo de toda la descripción y reivindicaciones. El término "precursor de titanio" tal y como se utiliza aquí se refiere a una molécula orgánica de titanio que participa en la reacción para generar otra molécula de titanio. Ejemplos de estos precursores de titanio, son haluros de titanio como tetracloruro de titanio, alcóxido de titanio como butóxido de titanio y tetradimetil amino titanio. Preferentemente el precursor de titanio es butóxido de titanio. All terms used here, unless otherwise indicated, must be understood in the ordinary meaning in the state of the art. The more specific definitions for certain terms used in the present application, such as those indicated below, apply uniformly throughout the description and claims. The term "titanium precursor" as used herein refers to an organic titanium molecule that participates in the reaction to generate another titanium molecule. Examples of these titanium precursors are titanium halides such as titanium tetrachloride, titanium alkoxide such as titanium butoxide and tetradimethyl amino titanium. Preferably the titanium precursor is titanium butoxide.
El término "C2-C4 alcohol" tal y como se utiliza aquí se refiere a alcoholes de cadena lineal o ramifica¬ da que tiene desde 2 a 4 átomos de carbono. Ejemplos de estos alcoholes incluyen, pero sin ser limitante, a etanol, butanol o isopropanol. Preferentemente los alcoholes son etanol y butanol. El término "surfactante" tal y como se utiliza aqui se refiere tanto a surfactantes aniónicos tales como sales de ácidos grasos de 5 a 30 átomos de carbono, por ejemplo lauril sulfato sódico y otras sales de sulfato de ácidos grasos, ácido oleico y a surfactantes catiónicos tales como alquilaminas de 8 a 22 átomos de carbono, por ejemplo oleilamina y mezclas de ellos. The term "C2-C4 alcohol , " as used herein refers to straight chain alcohols or branched ¬ gives having from 2 to 4 carbon atoms. Examples of these alcohols include, but are not limited to, ethanol, butanol or isopropanol. Preferably the alcohols are ethanol and butanol. The term "surfactant" as used herein refers to both anionic surfactants such as fatty acid salts of 5 to 30 carbon atoms, for example sodium lauryl sulfate and other fatty acid sulfate salts, oleic acid and cationic surfactants such as alkylamines of 8 to 22 carbon atoms, for example oleylamine and mixtures thereof.
Preferentemente es una mezcla de ácido oleico y oleila¬ mina . Preferably it is a mixture of oleic acid and oleila ¬ mine.
El término "nanopartícula" tal y como se utiliza aqui se refiere a partículas con al menos una de las dimensiones de un tamaño menor de lOOnm. The term "nanoparticle" as used herein refers to particles with at least one of the dimensions of a size smaller than 10 m.
Como ya se ha mencionado, el primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento de síntesis de partículas de dióxido de titanio en fase anatasa, en recipientes no sellados ni presurizados el cual compren¬ de las etapas de: As already mentioned, the first aspect of the invention relates to a method of synthesizing particles of titanium dioxide in anatase phase, in unsealed or pressurized containers which comprise ¬ of the steps of:
a) disolver un precursor orgánico de titanio en un alcohol C2-C4 a presión atmosférica y en un rango de temperaturas que está comprendido entre 70°C y 100°C, durante un tiempo de reacción comprendido entre 10 horas y 30 horas;  a) dissolve an organic titanium precursor in a C2-C4 alcohol at atmospheric pressure and in a temperature range between 70 ° C and 100 ° C, for a reaction time between 10 hours and 30 hours;
b) enfriar la disolución que resulta de la etapa a) ;  b) cooling the solution resulting from step a);
c) evaporar hasta sequedad.  c) evaporate to dryness.
En una materialización preferente el tiempo de reacción está comprendido entre 6 horas y 10 horas. In a preferred embodiment, the reaction time is between 6 hours and 10 hours.
En el procedimiento mencionado arriba se obtienen microesferas de tamaño superior a 1 μιη de diámetro, aproximadamente entre 2 μιη y 4 μιη de diámetro. Las esferas son muy homogéneas. En función del tiempo y de la temperatura, las partículas esféricas, o bien densi¬ fican, o bien consisten en agregados de nanocristales de dióxido de titanio con una macroestructura esférica. La cristalinidad de las partículas obtenidas por el proceso según el primer aspecto de la invención puede mejorarse mediante la eliminación de los restos orgáni¬ cos . Por tanto, en una materialización del primer aspecto de la invención el procedimiento además comprende una etapa de eliminación de los restos orgánicos. In the procedure mentioned above, microspheres of size greater than 1 μιη in diameter are obtained, approximately between 2 μιη and 4 μιη in diameter. The spheres are very homogeneous. Depending on the time and temperature, spherical particles or densi ¬ fies or consist of aggregates of nanocrystals of titanium dioxide with a spherical macrostructure. The crystallinity of the particles obtained by the process according to the first aspect of the invention can be improved by removing the remains cos ¬ Organi. Therefore, in a embodiment of the first aspect of the invention, the process further comprises a step of eliminating the organic residues.
Preferentemente la eliminación de restos orgánicos se realiza mediante una etapa de calcinación a una temperatura comprendida entre 300°C y 400°C durante un tiempo comprendido entre 2 horas y 4 horas . En otra materialización preferente la eliminación de los residuos se realiza por sonicación. En una materialización más preferente se realiza por irradiación de rayos ultravioletas . Preferably the removal of organic residues is carried out by a calcination step at a temperature between 300 ° C and 400 ° C for a time between 2 hours and 4 hours. In another preferred materialization, waste disposal is done by sonication. In a more preferred materialization it is carried out by irradiation of ultraviolet rays.
En el procedimiento según el primer aspecto de la invención, si se realiza la etapa a) en presencia de un surfactante, y en una rango de temperaturas que está comprendido entre 70°C y 90°C, se obtienen nanopartícu- las de dióxido de titanio en fase anatasa truncada en sus extremos. La utilización de surfactantes se ha diseñado de manera que estos sean económicos, natural- mente abundantes, sencillos de procesar, y medioambien- talmente benignos. In the process according to the first aspect of the invention, if step a) is carried out in the presence of a surfactant, and in a temperature range between 70 ° C and 90 ° C, nanoparticles of carbon dioxide are obtained. truncated anatase titanium phase at its ends. The use of surfactants has been designed so that they are economical, naturally abundant, simple to process, and environmentally benign.
Las nanopartículas de dióxido de titanio en fase anatasa presentan una elevada exposición de las caras reactivas {001} . Estas caras estaban consideradas hasta la fecha como inestables e imposibles de sintetizar en cantidades relevantes, si bien su naturaleza ultra-reactiva las hacia muy deseables, tanto desde un punto de vista científico, como tecnológico para numerosas aplicacio¬ nes . Anatase phase titanium dioxide nanoparticles exhibit high exposure of reactive faces {001}. These faces were considered far as unstable and impossible to synthesize in significant quantities, although its nature ultra-reactive to highly desirable, both from a scientific point of view, as a technology for numerous applica ¬ tions.
El problema fundamental en la síntesis de dióxido de titanio facetado con caras altamente reactivas se debe al hecho de que el número de estas caras disminuye rápidamente durante el proceso de cristalización a causa de la minimización de la energía superficial. En el caso particular del dióxido de titanio en fase anatasa, los cristales que se obtienen en condiciones normales están formados en su mayoría por las caras {101} que son termodinámicamente más estables que las {001} y {100}. The fundamental problem in the synthesis of faceted titanium dioxide with highly reactive faces is due to the fact that the number of these faces decreases rapidly during the crystallization process due to the minimization of surface energy. In the particular case of titanium dioxide in the anatase phase, the crystals obtained under normal conditions are mostly formed by faces {101} that are thermodynamically more stable than {001} and {100}.
Como en el caso de las microesferas el procedi¬ miento puede incluir una etapa de eliminación de los residuos orgánicos. As in the case of the proce ¬ lie microspheres may include a step of removing organic waste.
Particularmente, en el procedimiento de obtención de nanopartículas el precursor de titanio es butóxido de titanio, y el surfactante es una disolución de ácido oleico y oleilamina en etanol absoluto o puro con una estequiometría l:x:y donde 4≤ x ≤7 y 3≤ y ≤6, donde x se refiere al ácido oleico e y a la oleilamina. Particularly, in the process of obtaining nanoparticles, the titanium precursor is titanium butoxide, and the surfactant is a solution of oleic acid and oleylamine in absolute or pure ethanol with a stoichiometry l: x: y where 4≤ x ≤7 and 3 ≤ y ≤6, where x refers to oleic acid and oleylamine.
En una materialización preferente el procedimiento de síntesis de nanopartículas , en concreto la etapa a) se lleva a cabo en vasos concéntricos tapados hermética¬ mente, donde en el vaso interior se encuentra el precur¬ sor de titanio, el surfactante y el alcohol C2-C4, y en vaso exterior se encuentra un alcohol C2-C4 con una pureza comprendida entre el 90% y el 98%. El alcohol del vaso exterior difunde muy lentamen¬ te sobre la mezcla del vaso interior, de manera que se permite el control de la reacción y de la morfología de las nanopartículas sintetizadas. In a preferred embodiment the method of synthesis of nanoparticles, in particular step a) is performed in concentric vessels covered airtight ¬ where precur is ¬ sor titanium into the inner chamber, the surfactant and alcohol C 2 -C 4 , and in the outer vessel is a C 2 -C 4 alcohol with a purity between 90% and 98%. The outer cup alcohol diffuses very lentamen ¬ dishing mix inner vessel so that the reaction control and the morphology of the synthesized nanoparticles is allowed.
Las variables con las que también se puede contro lar la morfología de las partículas son la temperatura el alcohol C2-C4 y el precursor de titanio. The variables with which the morphology of the particles can also be controlled are the temperature of the C 2 -C 4 alcohol and the titanium precursor.
En una materialización preferente la temperatura de reacción se encuentra entre 70°C-81°C. In a preferred embodiment the reaction temperature is between 70 ° C-81 ° C.
En otra materialización más preferente la tempera tura se encuentra entre 70°C y 85°C y alcohol es etanol Por último, en otra materialización la temperatura se encuentra entre 85°C y 90°C y el alcohol es butanol. In another more preferred materialization the temperature is between 70 ° C and 85 ° C and alcohol is ethanol. Finally, in another materialization the temperature is between 85 ° C and 90 ° C and the alcohol is butanol.
Las nanopartículas de la invención se pueden cu¬ brir con platino de manera que puedan ser utilizadas como catalizadores en el procedimiento de obtención de hidrógeno a partir de agua. The nanoparticles of the invention can be cu ¬ O pen platinum so that they can be used as catalysts in the process of producing hydrogen from water.
Por lo tanto, en una materialización del procedi¬ miento del primer aspecto de la invención donde la etapa a) se lleva acabo en presencia de surfactantes e incluye una etapa de eliminación de restos orgánicos y además comprende las etapas de: d) formación de una suspensión acuosa de las partículas obtenidas en la etapa de eliminación de restos orgánicos ; Therefore, in an embodiment of the proce ¬ ment of the first aspect of the invention wherein step a) is carried out in the presence of surfactants and includes a step of removing organic residues and further comprising the steps of: d) forming a aqueous suspension of the particles obtained in the organic waste removal stage;
e) preparación de una disolución de ácido hexaclo- roplatínico IV, H2PtCl6 en agua destilada con un conteni- do de carga de metal comprendida entre el 0.5% y el 0.95% en peso ; e) preparation of a solution of hexachloplatinic acid IV, H 2 PtCl 6 in distilled water with a metal filler content between 0.5% and 0.95% by weight;
f) mezclado de la suspensión acuosa de la etapa d) con la disolución de platino de la etapa e) y con un alcohol C2-C4; f) mixing the aqueous suspension of step d) with the platinum solution of step e) and with a C 2 -C 4 alcohol;
g) iluminación de la mezcla de la etapa f) con una lámpara en la región por debajo de los 410nm  g) illumination of the mixture of stage f) with a lamp in the region below 410nm
h) centrifugación y  h) centrifugation and
i) secado. Ejemplo 1: Procedimiento de síntesis de  i) drying. Example 1: Synthesis Procedure
microesferas de dióxido de titanio en fase anatasa anatase phase titanium dioxide microspheres
Se preparó una disolución de butóxido de titanio en etanol absoluto. A continuación se calentó durante 8 horas, a una temperatura constante de 76°C. La A solution of titanium butoxide in absolute ethanol was prepared. It was then heated for 8 hours, at a constant temperature of 76 ° C. The
disolución resultante se dejó enfriar y evaporar hasta sequedad a temperatura ambiente. El producto obtenido se lavó con etanol absoluto. El difractograma de rayos X confirma que se trata de dióxido de titanio con resulting solution was allowed to cool and evaporate to dryness at room temperature. The product obtained was washed with absolute ethanol. The X-ray diffractogram confirms that it is titanium dioxide with
estructura tipo anatasa. La figura 1 muestra la Anatase type structure. Figure 1 shows the
formación de partículas esféricas muy homogéneas, de aproximadamente 2-4 mieras de diámetro. formation of very homogeneous spherical particles, approximately 2-4 microns in diameter.
La cristalinidad puede mejorarse mediante Crystallinity can be improved by
calcinaciones en hornos tubulares convencionales a temperaturas. En la figura 3 compara la cristalinidad de dióxido de titanio sintetizado a 60°C, a 76°C durante 4 horas y a 76°C durante 4 horas y seguidamente una calcinación a una temperatura de 300°C, durante 2 horas. calcinations in conventional tubular ovens at temperatures. In Figure 3 compare the crystallinity of synthesized titanium dioxide at 60 ° C, at 76 ° C for 4 hours and at 76 ° C for 4 hours and then a calcination at a temperature of 300 ° C, for 2 hours.
La mejor cristalinidad es la de la muestra The best crystallinity is that of the sample
calcinada como muestra la figura 2. Como se muestra en la figura 3 se mantuvo el tamaño y la morfología de las partículas de la muestra que se sometió a calcinación. Ejemplo 2: Procedimiento de síntesis de calcined as shown in Figure 2. As shown in Figure 3 the size and morphology of the particles of the sample that was subjected to calcination was maintained. Example 2: Synthesis Procedure
nanoparticulas de dióxido de titanio en fase anatasa anatase phase titanium dioxide nanoparticles
Se prepara una disolución de Ti (ButO) 4 (butóxido de titanio), ácido oleico, y oleilamina, en EtOH absoluto. La estequiometria fue 1:5:5. Se introduce en un vaso de teflón que se introduce a su vez en un recipiente que contiene EtOH 96%. El sistema se mantiene a presión atmosférica y a temperaturas de 76°C. Después de 24 horas se obtuvieron cristales de tamaño aproximado de 12nm. Poste iormente se eliminó el resto orgánico me¬ diante iluminación ultravioleta. La figura 4 muestra la Micrografía de MECEB de T1O2 1:5:5 sintetizado en 24 a 76°C y presión atmosférica: con el resto orgánico elimi- nado mediante iluminación ultravioleta. A solution of Ti (ButO) 4 (titanium butoxide), oleic acid, and oleylamine in absolute EtOH is prepared. The stoichiometry was 1: 5: 5. It is introduced into a Teflon glass which is in turn introduced into a container containing 96% EtOH. The system is maintained at atmospheric pressure and at temperatures of 76 ° C. After 24 hours, crystals of approximately 12nm size were obtained. Post iormente the organic residue was removed me ¬ Diante ultraviolet illumination. Figure 4 shows the MECEB Micrograph of T1O2 1: 5: 5 synthesized at 24 to 76 ° C and atmospheric pressure: with the organic residue removed by ultraviolet illumination.
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
La nanoparticulas obtenidas en el ejemplo 2 fueron platinizadas . Se prepararon distintas disolución de ácido hexacloroplatinico (IV) (H2PtCl6) en agua destila¬ da, correspondiendo con contenidos totales de carga del metal de 0.5-0.95% en peso. La disolución se mezcla con una suspensión acuosa de las nanoparticulas del ejemplo 2 de la presente invención. La concentración de nanoparticulas debe estar en el rango de l-2g Ti02/1. Se añadió isopropanol como agente de sacrificio con funciones de donador, con una concentración final en el rango 0.2- 0.4M. La fotodeposición se llevó a cabo mediante ilumi- nación entre 4h y 8h con una lámpara de mercurio (300- 500W) y un flujo de fotones 2-3 χ 10~7 Einstein s_1 L_1 en la región por debajo de 410 nm. Se mantiene una purga constante de nitrógeno durante todo el proceso y, final- mente, el producto se recupera por centrifugación y secado a 283K durante 8-12h. The nanoparticles obtained in example 2 were platinized. Hexachloroplatinic acid solution different (IV) (H 2 PtCl 6) were prepared in distilled water ¬ gives, corresponding to total filler contents metal 0.5 to 0.95% by weight. The solution is mixed with an aqueous suspension of the nanoparticles of example 2 of the present invention. The concentration of nanoparticles must be in the range of l-2g Ti0 2/1. Isopropanol was added as a sacrificial agent with donor functions, with a final concentration in the range 0.2-0.4M. Photodeposition was carried out by lighting between 4h and 8h with a mercury lamp (300-500W) and a photon flow 2-3 χ 10 ~ 7 Einstein s _1 L _1 in the region below 410 nm. A constant nitrogen purge is maintained throughout the process and, finally, mind, the product is recovered by centrifugation and dried at 283K for 8-12h.
Una vez sintetizadas las nanopartículas  Once the nanoparticles have been synthesized
platinizadas, se realizó la síntesis de hidrógeno en un reactor donde el hidrógeno que se produjo se evacuó mediante el suministro al reactor de un flujo controlado de nitrógeno. El gas inerte se suministra para evitar que el oxígeno acepte los electrones fotogenerados y compita con los iones hidrógenos precursor de hidrógeno. Platinized, hydrogen synthesis was performed in a reactor where the hydrogen that was produced was evacuated by supplying a controlled flow of nitrogen to the reactor. Inert gas is supplied to prevent oxygen from accepting photogenerated electrons and competing with hydrogen precursor hydrogen ions.
La reacción se efectuó iluminando con radiación UV controlada una mezcla líquida que contenía, 2g de las nanopartículas platinizadas sintetizadas por litro de emulsión, 25% de agente de sacrificio, en este ejemplo metanol. El pH se mantuvo entre 4.5 a 7.5. Tras el instante del encendido de lámparas se realizó la primera inyección al cromatografo de gases mediante una válvula de gases. Se tomaron cromatogramas cada 30 minutos. Se mantiene el experimento durante 8 horas. The reaction was carried out by illuminating with controlled UV radiation a liquid mixture containing, 2g of the platinized nanoparticles synthesized per liter of emulsion, 25% sacrificial agent, in this example methanol. The pH was maintained between 4.5 to 7.5. After the moment of lighting the lamps, the first injection was made to the gas chromatograph by means of a gas valve. Chromatograms were taken every 30 minutes. The experiment is maintained for 8 hours.
Los resultados de la producción de 2mmol por hora por gramo de nanopartícula platinizada demuestran los buenos rendimientos de la reacción. The results of the production of 2mmol per hour per gram of platinized nanoparticle demonstrate the good yields of the reaction.

Claims

REIVINDICACIONES
1. -Procedimiento de síntesis de partículas de dió¬ xido de titanio en fase anatasa, en recipientes no sellados ni presurizados, el cual comprende las etapas de : 1. -Procedure synthesis yield particles ¬ oxide titanium anatase phase in containers or pressurized unsealed, comprising the steps of:
a) disolver un precursor orgánico de titanio en un alcohol C2-C4 a presión atmosférica y en un rango de temperaturas que está comprendido entre 70°C y 100°C, durante un tiempo de reacción comprendido entre 10 horas y 30 horas  a) dissolve an organic titanium precursor in a C2-C4 alcohol at atmospheric pressure and in a temperature range between 70 ° C and 100 ° C, for a reaction time between 10 hours and 30 hours
b) enfriar la disolución que resulta de la etapa a)  b) cooling the solution resulting from step a)
c) evaporar hasta sequedad.  c) evaporate to dryness.
2. -Procedimiento según reivindicación 1, caracte¬ rizado porque además comprende una etapa de eliminación de los restos orgánicos. 2. -Procedure according to claim 1, charac ¬ curly further comprising a step of removing the organic remains.
3. -Procedimiento según reivindicaciones 1-2, ca¬ racterizado porque la etapa a) de disolución se realiza en presencia de un surfactante y en un rango de tempera¬ turas que está comprendido entre 70°C y 90°C. 3. -Procedure according to claims 1-2, c ¬ racterizado that step a) dissolution occurs in the presence of a surfactant and a range of tempera tures ¬ that is between 70 ° C and 90 ° C.
4. -Procedimiento según reivindicación 3, caracte¬ rizado porque el surfactante es una mezcla de ácido oleico y oleilamina. 4. -Procedure according to claim 3, charac ¬ curly that the surfactant is a mixture of oleic acid and oleylamine.
5.- Procedimiento según reivindicación 3-4, carac- terizado porque la etapa a) del procedimiento se realiza en vasos concéntricos tapados herméticamente, donde en el vaso interior se encuentra el precursor de titanio, el surfactante y un alcohol C2-C4, y en vaso exterior se encuentra un alcohol C2-C4 con una pureza comprendida entre el 90% y el 98%. 5. Method according to claim 3-4, characterized in that step a) of the process is carried out in tightly sealed concentric vessels, where the titanium precursor, the surfactant and a C2-C4 alcohol are located in the inner vessel, and In the outer vessel is a C2-C4 alcohol with a purity of between 90% and 98%.
6. -Procedimiento según reivindicaciones 1—5, ca¬ racterizado porque el rango de temperatura está compren¬ dido entre 70°C y 81°C. 6. -Procedure according to claims 1-5, c ¬ racterizado because the temperature range is buy ¬ dido between 70 ° C and 81 ° C.
7. -Procedimiento según reivindicaciones 1-5, ca¬ racterizado porque el rango de temperatura está compren¬ dido entre 70°C y 85°C y el alcohol C2-C4 es etanol. 7. -Procedure according claims 1-5, c ¬ racterizado because the temperature range is buy ¬ dido between 70 ° C and 85 ° C and alcohol , C 2 -C 4 is ethanol.
8. -Procedimiento según reivindicación 1, caracte¬ rizado porque el rango de temperatura está comprendido entre 85°C y 90°C y el alcohol C2-C4 es butanol. 8. -Procedure according to claim 1, charac ¬ ripple because the temperature range is between 85 ° C and 90 ° C and alcohol , C 2 -C 4 is butanol.
9. -Procedimiento según reivindicaciones 1-8, ca¬ racterizado porque el tiempo de reacción está comprendi¬ do entre 6 horas y 10 horas. 9. -Procedure according to claims 1-8, c ¬ racterizado because the reaction time is I understood ¬ do between 6 hours and 10 hours.
10. -Procedimiento según reivindicación 1-9, carac¬ terizado porque el precursor de titanio es butóxido de titanio . 10. -Procedure according claim 1-9, charac terized ¬ because titanium precursor is titanium butoxide.
11. -Procedimiento según reivindicaciones 2-10, ca¬ racterizado porque la eliminación de restos orgánicos se realiza por irradiación de rayos ultravioletas. 11. -Procedure according to claims 2-10, c ¬ racterizado because the removal of organic residues is carried out by UV irradiation.
12. -Procedimiento según reivindicaciones 2-10, ca¬ racterizado porque la eliminación de restos orgánicos se realiza por sonicación. 12. -Procedure according to claims 2-10, c ¬ racterizado for removing organic waste is performed by sonication.
13. -Procedimiento según reivindicaciones 3-12, ca¬ racterizado porque además comprende las etapas de: 13. -Procedure according to claims 3-12, c ¬ racterizado further comprising the steps of:
d) formación de una suspensión acuosa de las partículas obtenidas en la etapa de eliminación de restos orgánicos ;  d) formation of an aqueous suspension of the particles obtained in the stage of elimination of organic residues;
e) preparación de una disolución de ácido hexaclo- roplatínico IV, H2PtCl6 en agua destilada con un conteni¬ do de carga de metal comprendida entre el 0.5% y el 0.95% en peso; e) preparation of a solution of hexaclo-acid roplatínico IV, H 2 PtCl 6 in distilled water with conteni do ¬ metal loading between 0.5% and 0.95% by weight;
f) mezclado de la suspensión acuosa de la etapa d) con la disolución de platino de la etapa e) y con un alcohol C2-C4; f) mixing the aqueous suspension of step d) with the platinum solution of step e) and with a C 2 -C 4 alcohol;
g) iluminación de la mezcla de la etapa f) con una lámpara en la región por debajo de los 410nm  g) illumination of the mixture of stage f) with a lamp in the region below 410nm
h) centrifugación y  h) centrifugation and
i) secado.  i) drying.
14.- Partículas obtenidas mediante el procedimien¬ to de la reivindicación 13. 14. THE PROCEDURE particles obtained by ¬ to claim 13.
15.- Uso de las partículas según reivindicación 14 en la síntesis de hidrógeno a partir de agua. 15. Use of the particles according to claim 14 in the synthesis of hydrogen from water.
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