納米二氧化鈦制備的基本過程是怎樣
作者:訪客發(fā)布時間:2021-09-05分類:催化劑及助劑瀏覽:148
主要制備方法
目前,制備納米TiO2的方法很多,基本上可歸納為物理法和化學(xué)法。物理法又稱為機械粉碎法,對粉碎設(shè)備要求很高;化學(xué)法又可分為氣相法(CVD)、液相法和固相法。
編輯本段1、氣相法制備二氧化鈦
(1)物理氣相沉積法
物理氣相沉積法(PVD)是利用電弧、高頻或等離子體等高穩(wěn)熱源將原料加熱,使之氣化或形成等離子體,然后驟冷使之凝聚成納米粒子。其中以真空蒸發(fā)法最為常用。粒子的粒徑大小及分布可以通過改變氣體壓力和加熱溫度進行控制。該法同時可采用于單一氧化物、復(fù)合氧化物、碳化物以及金屬粉的制備。
(2)化學(xué)氣相沉積法
化學(xué)氣相沉積法(CVD)利用揮發(fā)性金屬化合物的蒸氣通過化學(xué)反應(yīng)生成所需化合物,該法制備的納米TiO2粒度細,化學(xué)活性高,粒子呈球形,單分散性好,可見光透過性好,吸收屏蔽紫外線能力強。該過程易于放大,實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),但一次性投資大,同時需要解決粉體的收集和存放問題。 CVD法又可分為氣相氧化法、氣相合成法、氣相熱解法和氣相氫火焰法。
編輯本段2、液相法制備納米二氧化鈦
液相法是選擇可溶于水或有機溶劑的金屬鹽類,使其溶解,并以離子或分子狀態(tài)混合均勻,再選擇一種合適的沉淀劑或采用蒸法、結(jié)晶、升華、水解等過程,將金屬離子均勻沉積或結(jié)晶出來,再經(jīng)脫水或熱分解制得粉體。它又可分為膠溶法、溶膠-凝膠法和沉積法。其中沉積法又可分為直接沉積法和均勻沉積法。
(1)以硫酸氧鈦為原料
加酸使其形成溶膠,經(jīng)表面活性劑處理,得到漿狀膠粒,熱處理得到納米TiO2粒子。
(2)溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法(簡稱S—G法),是以有機或無機鹽為原料,在有機介質(zhì)中進行水解、縮聚反應(yīng),使溶液經(jīng)溶膠-凝膠化過程得到凝膠,凝膠經(jīng)加熱(或冷凍)干燥、鍛燒得到產(chǎn)品。該法得到的粉末均勻,分散性好,純度高,煅燒溫度低,反應(yīng)易控制,副反應(yīng)少,工藝操作簡單,但原料成本較高。
(3)沉淀法
A、直接沉淀法 其反應(yīng)機量為: Ti0SO4+2NH3·H2O → Ti0(OH)2↓ + (NH4)2 SO4 Ti0(OH)2 → Ti02(s)+H2O 該法操作簡單易行,產(chǎn)品成本較低,對設(shè)備、技術(shù)要求不太苛刻,但沉淀洗滌困難,產(chǎn)品中易引入雜質(zhì),而且粒子分布較寬。 B、均勻沉淀法 均勻沉淀法是利用某一化學(xué)反應(yīng)使溶液中的構(gòu)晶離子由溶液中緩慢均勻地釋放出來,在該法中,加入沉液劑(如尿素),不立刻與被沉淀物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),而是通過化學(xué)反應(yīng)使沉淀劑在整個溶液中緩慢生成。該法得到的產(chǎn)品顆粒均勻、致密,便于過濾洗滌,是目前工業(yè)化看好的一種方法。
編輯本段固相法合成納米二氧化鈦
固相法合成納米TiO2是利用固態(tài)物料熱分解或固-固反應(yīng)進行的。它包括氧化還原法、熱解法和反應(yīng)法。在此介紹常用的偏鈦酸熱解法制備納米TiO2。該法制得的納米 TiO2 粒徑分布較寬,工藝簡單,操作易行,可批量生成。
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