纳米钛白粉的制备方法---钛醇盐气相热解法及气相氧化法
来源:网络 作者:网络转载 2019-10-14 阅读:677
一、钛醇盐气相热解法 该工艺以钛醇盐为原料,将其加热气化,用氮气、氦气或氧气作载气,把钛醇盐蒸气预热分解炉,进行热分解反应。其反应式如下: nTi(OC4H9)4(g)===nTiO2(s)+2nH2O(g)+4nC4H8(g) 日本出光兴产株式会社利用钛醇盐气相热解法生产球形非晶型的TiO2,这种纳米TiO2可以用作吸附剂、光催化剂、催化剂载体和化状品等。据称,为提高分解反应速率,载气中最好含有水蒸气,分解温度以250~350℃为合适,钛醇盐蒸气在热分解炉中的停留时间为0.1~10s,其流速为10~1000mm/s,体积分数为0.1%~10%;为提高所生成纳米TiO2的耐候性,可向热分解炉中同时导入易挥发的金属化合物(如铝、锆的醇盐)蒸气,使纳米TiO2粉体制备和无机表面处理同时进行,该工艺的最大缺点是原料成本较高,产物中残炭含量高,难以合成纯金红石型的纳米TiO2。 二、钛醇盐气相氧化法 将钛醇盐蒸气导入反应器与氧气反应,由于饱和蒸气压的原因,反应前体一般选用钛酸民丙醇酯(TTIP). Arabi-Katbi等以TTIP为原料,研究了火焰的方位和结构对合成纳米TiO2的影响。预混合反应器的方位主要影响停留时间,对晶型组成、颗粒尺寸有一定影响,但对粒子的形貌影响不大。在层流扩散焰反就器中合成纳米TiO2反应器的混合方式和火焰结构可以有效控制产物的平均原始粒径(10~50mm)和晶型组成(金红石型的质量分数为6%~50%)。为增大粒径和提高产物的金红石型含量,可以通过增加甲烷气体的流量而提高反应温度来实现。 气相合成纳米TiO2的方法,除上述几种以外,还有低温等离子体化学法、激光化学反应法、金属有机化合物气相沉积法、强光离子束蒸法、乳液燃烧法等,虽然这些气相法制得的纳米TiO2粉体纯度高,粒径分布窄,分散性好,团聚少,表面活性大,反应速率快,能实现连续化生产。但是气相法反应在高温下瞬间完成,要求反应物在极短的时间内达到微观上的均匀混合,对反应器的型式、设备的材质、加热方式、进料方式均有很高的要求,加之生产成本高。因此应用价值不大。在上述各种方法中,TiCl4气相氧化法由于经济、环保和生产工艺的柔性而最具竞争力。