以硫酸氧钛为原料制备纳米二氧化钛

纳米二氧化钛是一种重要的新型无机功能材料，其制备及应用愈来愈受到重视。以硫酸法生产二氧化钛的中间产物——硫酸氧钛和偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛粉体，具有原料来源广泛、价格低廉、有利于工业化生产等优点，是大规模制备纳米二氧化钛粉体的重要途径。重点对沉淀法、胶溶法、水热法制备纳米二氧化钛的工艺及特点进行了介绍，对工业化生产存在的问题及解决方法进行了讨论。     

沸腾状态对硫酸氧钛水解的影响

采用硫酸氧钛外加晶种水解工艺制备偏钛酸,研究了水解二沸过程中微沸和爆沸两种状态得到偏钛酸的沉降规律,采用马尔文2000型激光粒度仪对不同沸腾状态水解制得偏钛酸粒子的粒度分布进行分析,并通过比表面分析仪测定两种水解方式制得钛白初品的比表面积和孔径。结果表明,爆沸状态得到的偏钛酸具有较小的粒径、较大的沉降速率、较大的比表面积、较大的孔径和较好的蓝相(SCX),水解沸腾状态对钛白初品的其他颜料性能影响不大。     

水解偏钛酸粒度分布影响因素分析

以攀枝花某钛白粉厂的工业硫酸氧钛浓钛液为原料,采用外加晶种水解工艺制备水解偏钛酸,通过检测钛液水解过程中浆料透过率的变化间接检测水解过程反应速率的变化,通过分析水解过程不同时间段的偏钛酸粒度分布,确定了影响偏钛酸粒度分布的主要因素。在此基础上考察了钛液浓度、F值、铁钛比、水解晶种加量、熟化搅拌时间对偏钛酸粒度分布的影响。结果表明钛液沸腾后快速水解,再随钛液浓度降低水解速率逐渐降低,浆料粒度逐渐长大,二次沸腾20 min后,浆料的粒度分布逐渐稳定,后期保温过程对粒度分布影响不大;钛液浓度、铁钛比、F值、晶种加量和熟化期间搅拌时间均对偏钛酸粒度分布有影响,D50随着钛液浓度的增加而减小,随F值和铁钛比的增大而增加,随着晶种加量的增加而减小,随熟化期搅拌时间的延长而降低。     

硫酸氧钛液相法制备纳米二氧化钛

以硫酸氧钛为原料，液相法在水醇体系中制备纳米二氧化钛。讨论了表面活性剂、硫酸氧钛浓度、反应温度、体系pH、煅烧温度等因素对纳米粒子生成及性能的影响，用X射线衍射仪和透射电镜检测，证明实验获得的产物为粒径20～40nm的锐钛型二氧化钛。研究表明，通过改变工艺条件可控制纳米二氧化钛粒径及尺寸分布。工艺流程简单，制备成本低，易实现工业化。     

晶种对硫酸钛液水解过程影响的研究

从水解原理及影响水解的因素着手,分析了晶种的活性、加入量、加入温度和制备方法对硫酸钛液水解过程的影响,找到改善水解偏钛酸质量(过滤性能)的方法,缩短洗涤时间,为最终提高钛白粉性能打下基础。     

碱法钛白粉生产工艺中硫酸钛溶液的制备和水解研究

钛白粉的颜料应用性能由诸多环节决定,现有的硫酸法水解工艺无法完全地去除显色元素,致使硫酸钛的颜色不尽理想.主要对这一现状进行研究,力求尽可能地增强技术储备.     

硫酸钛液稳定性分析及偏钛酸粒度控制研究

测试了硫酸法钛白生产中系列浓度钛液在不同温度下的稳定性;并根据系列稳定性数据调节水解工艺,在水解初期适当延长升温时间,水解后期加入适量的稀碱液。用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜测定偏钛酸的粒度分布及粒子形貌。结果显示,调节工艺后得到的偏钛酸粒度分布曲线的半峰宽缩小,整体均匀性较好;扫描电子显微镜照片显示调节工艺对小粒子的产生有明显抑制作用;水解率达到97.0%。     

硫酸溶液中钛水解物晶型的控制

对硫酸溶液中低钛浓度下钛水解产物晶型与水解条件的关系进行了研究.结果表明,通过调节硫酸钛溶液的加入速度和硫酸浓度,可控制水解物晶型.在100℃的2.5%(ω)硫酸溶液中,当硫酸钛溶液加入速度不高于2mL/h,主要生成金红石型TiO2;而当加入速度增至8mL/h或硫酸浓度增至不低于10%(ω)时,则主要形成锐钛矿型TiO2.水解速度较快的均相成核阶段较易生成锐钛型TiO2,而在晶核长大阶段,缓慢水解有助于形成酸性溶液中热力学上更稳定的金红石型TiO2.     

硫酸法钛白粉生产中钛液的分析和铁分离

以硫酸法钛白粉生产工艺中间体浓钛液(硫酸氧钛)和偏钛酸为原料,分析了浓钛液中二氧化钛和铁的含量。总Ti的测试采用Al片还原法和高铁盐氧化还原滴定法,浓钛液中Ti3 直接用高铁盐氧化还原滴定法测定,铁含量用KMnO4氧化还原滴定法进行分析。采用无机陶瓷膜洗涤分离方法考查了水解后偏钛酸中的除铁效率,利用分光光度法和火焰原子吸收法分别测定洗涤液和二氧化钛粉体中的铁含量。试验表明,无机陶瓷膜洗涤分离方法可以将二氧化钛粉体中铁含量降到30×10-3‰以下,煅烧后产品白度大于94。陶瓷膜洗涤工艺可以实现连续操作,是一种值得推广的新工艺。     

固体TiOSO4的合成研究

以偏钛酸和硫酸为原料合成了硫酸氧钛（TiOSO4）,探讨了硫酸浓度、反应温度、偏钛酸浓度等工艺参数对合成产物的影响,最终确定了获得TiOSO4的最佳工艺参数,偏钛酸浓度为380g/L~400g/L,硫酸浓度为≥95%以上,偏钛酸预热温度为80℃,浓H2SO4预热温度为170℃,反应体系温度控制在200℃~250℃。     

由TiOSO4水解—沉淀制备TiO2薄膜

通过控制ＴｉＯＳＯ４的水解－沉淀反应条件，可控制基片上膜层粒子大小及其附着力，适量尿素加入可加快均匀成速度。根据ＳＥＭ断面观察与重量法相比较，表征了膜厚。适当反应条件下，反应１ｈ，干燥－煅烧制得的膜０．２μｍ以上；四次重复反应－煅烧，获得的膜这０．８μｍ以上。     

赤泥硫酸铵焙烧浸出液水解制备偏钛酸的研究

采用选择性水解的方法利用赤泥硫酸铵焙烧熟料浸出液制备偏钛酸以回收钛。首先添加还原铁粉作为还原剂,将浸出液中的三价铁离子还原为二价铁离子,然后控制水解条件,将浸出液中的四价钛离子通过水解反应合成偏钛酸并对其进行分离回收。研究结果表明,浸出液中钛水解的最佳工艺条件：还原铁粉加入量为三价铁离子完全还原为二价铁离子所需铁粉的理论量、水解温度为140 ℃、水解时间为4 h、终点pH=2.0、添加晶种的含钛量占浸出液总钛含量的9%。在优化的工艺条件下,浸出液中钛的水解率达到95%;偏钛酸产物具有锐钛矿晶型且结晶度较低;产物形貌为不规则的圆形球体颗粒及块状聚集体,具有一定程度的团聚现象;偏钛酸颗粒吸附有一定量的硫酸盐,经计算水解产物组成为TiO₂·0.7H₂O·0.08SO₃。     

钛液水解工艺对偏钛酸性能的影响

采用外加晶种常压水解法制备偏钛酸,使用激光粒度仪分析偏钛酸的粒度分布,通过沉降高度和洗涤时间判断偏钛酸的过滤性能。考察了晶种加入量、变灰点时间、钛液浓度、二次沸腾保温时间对偏钛酸粒度分布及其过滤性能的影响。结果表明：晶种加入量、钛液浓度和二次沸腾保温时间对偏钛酸性能有显著影响,晶种加入量越大、钛液浓度越低、水解速度就越快,变灰时间越短,得到的偏钛酸的粒度分布也越宽,过滤性能越差。延长二次沸腾保温时间可以使偏钛酸粒度分布更窄,粒子更均匀。     

钛液水解工艺对金红石二氧化钛消色力的影响

以工业钛液为原料,采用外加晶种常压水解工艺制备了金红石型二氧化钛,研究了水解钛液的组成和操作参数对二氧化钛消色力的影响。实验结果表明：二氧化钛消色力（Tcs）和蓝相光谱值（Scx）随晶种添加量的增加先增大后减小,随判灰延时时间的增加先增大后减小,随钛液F值的增加先稍有增加后明显降低,随钛液二氧化钛质量浓度的增大而增加。在钛液F值（游离硫酸加上与钛结合的硫酸之和与二氧化钛质量浓度的比值）为1.90左右、铁钛比（铁元素与二氧化钛质量浓度的比值）＜0.5、二氧化钛质量浓度为190~200 g/L、晶种添加量（晶种中二氧化钛质量与对应批次水解浓钛液中二氧化钛质量的比值）为2.0%~2.2%、灰点为“基点+20 min”、熟化时间为0~30 min、稀释水在二沸后100 min加入的条件下进行水解,经过一次洗涤—漂白—二次洗涤—盐处理—煅烧,所得金红石型二氧化钛的消色力更好。     

Glucose production by hydrolysis of starch under hydrothermal conditions

Starch was converted into glucose by hydrolysis with water under hydrothermal conditions at 453–513 K in a small batch reactor. The major product was glucose; oligomers having various degrees of polymerization, maltose, fructose, 5‐hydroxymethylfurfural and furfural were also produced. The maximum yield of glucose obtained was 630 g kg^?1 on the carbon basis at 473 K and 30 min, where the quantity of carbon unrecovered was about 50 g kg^?1, and the production of char and gaseous products was negligible. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

水热改性条件对制备氢氧化镁阻燃剂中试研究的影响

在自行研制的中试设备上用氢氧化钠合成法-水热改性法制备出了高分散氢氧化镁阻燃剂,分析了水热改性条件对制备氢氧化镁的影响.研究发现水热改性温度、水热改性时间、改性剂添加量和水热浆液固含均对水热产物的形貌和一次粒径有一定的影响.在合理的水热改性条件下,能够制备出大晶型、低比表面积、高分散的规则六方片状氢氧化镁阻燃剂.