二氧化钛颗粒及其制造方法技术

本发明专利技术提供制造具有所需形貌的二氧化钛颗粒的方法。所述方法包括：提供二氧化钛溶胶并随后干燥该溶胶以提供干燥的二氧化钛颗粒。该方法的特征在于通过施加一个或多个以下条件来控制干燥的二氧化钛颗粒的形貌：(a)由使用硫酸盐法中的沉淀步骤获得的含TiO2浆料制造该二氧化钛溶胶，其中控制沉淀过程中形成的胶束的尺寸；(b)由含TiO2浆料制造该二氧化钛溶胶并控制该浆料的pH以影响该二氧化钛溶胶絮凝的程度；(c)由含TiO2浆料制造该二氧化钛溶胶并调节该二氧化钛的等电点以影响该二氧化钛溶胶絮凝的程度；(d)通过施加热来干燥该二氧化钛溶胶，并控制干燥步骤过程中采用的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】二氧化铁颗粒及其制造方法 专利
本专利技术整体上设及二氧化铁颗粒及其制造方法和用途。 专利技术背景 二氧化铁(titania)是公知的并具有各种用途，包括化妆品、个人护理产物、塑料、 表面涂层、自清洁表面、药物递送和医疗设备，用作催化载体材料和用于光伏应用。 存在两种制造原料二氧化铁的主要方法:硫酸盐法和氯化物法。 硫酸盐法基于铁铁矿或二氧化铁渣在浓硫酸中的消化。在W硫酸铁形式除去铁之 后，将该溶液加热并用水稀释。铁水解，形成硫酸氧铁沉淀物，将其进一步处理W制造 Ti化 颜料。 氯化物法基于含铁矿石或中间产物的加碳氯化W形成TiCl4,接着气相氧化TiCl4。 二氧化铁可W通过浆料的抑调节从含有二氧化铁的浆料中絮凝和/或沉淀出来。 [000引通过任何已知方法获得的二氧化铁的精加工方法可W包括W下的一种或多种:干 燥、研磨、过滤、洗涂和包装。 许多应用要求二氧化铁具有大的比表面积(例如大于200mVg)W提高功效。运特 别是由于W下事实:此类更大表面积导致提高的气体对固体接触比或提高的液体对固体接 触比。运样大的比表面积可W通过使用二氧化铁的纳米颗粒（即直径小于100纳米的颗粒） 来实现，并且运是目前的常规方法。 但是，使用纳米材料吸引了来自许多领域的注意和关注。通常，在纳米材料的环境 健康与安全问题方面产生了许多争论。 还存在其中需要将表面积/孔隙率控制在一定范围内的应用；最大可能比表面积 并不总是需要的。 还需要具有适于该材料的所需最终用途的颗粒形状的二氧化铁材料。取决于预期 用途，颗粒的不同形状可能更合适。 由此，本专利技术人确定，显然需要允许在制造二氧化铁颗粒时控制形貌（即形状和结 构）的方法。该形貌特别可W设及二氧化铁颗粒中的孔隙尺寸(运进而影响该颗粒的比表面 积)和/或该二氧化铁颗粒的形状(例如在该颗粒是否为球形形状或呈现替代性形状如环形 (即油炸圈饼形状)W及该颗粒是否为"毛茸茸"或具有光滑表面的方面）。 在运方面，特别需要能够在制造二氧化铁颗粒时控制孔隙率(并由此控制比表面 积)和/或在制造二氧化铁颗粒时控制颗粒形状，W便能够制备具有适于所需应用的孔隙率 和/或形状的颗粒。[001引专利技术概述 本专利技术在第一方面提供用于制造具有所需形貌的二氧化铁颗粒的方法，该方法包 括： 提供二氧化铁溶胶；[001引并随后干燥该溶胶W提供干燥的二氧化铁颗粒； 其特征在于通过施加一个或多个W下条件来控制干燥的二氧化铁颗粒的形貌： (a)由使用硫酸盐法中的沉淀步骤获得的含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶，并控 制沉淀过程中形成的胶束的尺寸， (b)由含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶并控制该浆料的pHW影响该二氧化铁溶胶 絮凝的程度， (C)由含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶并调节该二氧化铁的等电点W影响该二氧 化铁溶胶絮凝的程度； (d)通过施加热来干燥该二氧化铁溶胶，并控制干燥步骤过程中采用的溫度。 在运方面，该形貌是指该二氧化铁颗粒的形状和结构。该形貌包括但不限于该二 氧化铁颗粒中孔隙的尺寸(其进而影响该颗粒的比表面积)和该二氧化铁颗粒的形状。 本专利技术在一个此类方面中提供制造具有所需形貌的二氧化铁颗粒的方法，该方法 包括： 提供二氧化铁溶胶；[002引并随后 干燥该溶胶W提供干燥的二氧化铁颗粒； 其特征在于： (A)通过施加一个或多个W下条件来控制干燥的二氧化铁颗粒的孔隙尺寸： (A-i)由使用硫酸盐法中的沉淀步骤获得的含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶，并 控制沉淀过程中形成的胶束的尺寸， (A-ii)由含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶并控制该浆料的pHW影响该二氧化铁 溶胶絮凝的程度， (A-iii)由含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶并调节该二氧化铁的等电点W影响该 二氧化铁溶胶絮凝的程度； 和/或 (B)通过施加一个或多个W下条件来控制该干燥的二氧化铁颗粒的形状： (B-i)由含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶并控制该浆料的抑W影响该二氧化铁溶 胶絮凝的程度， (B-ii)通过施加热来干燥该二氧化铁溶胶，并控制干燥步骤过程中采用的溫度。 本专利技术在第二方面中还提供了在随后干燥所述溶胶之前，在硫酸盐法中通过沉淀 步骤制备二氧化铁溶胶的过程中受控成核的应用，其中控制沉淀过程中形成的胶束的尺寸 W控制所得干燥的二氧化铁颗粒的形貌。优选地，控制该沉淀W控制所得干燥的二氧化铁 颗粒的孔隙尺寸和/或比表面积。 本专利技术在第Ξ方面还提供了在随后干燥所述溶胶之前，在由二氧化铁浆料制备二 氧化铁溶胶的过程中受控絮凝的应用，其中通过调节该浆料的pH来控制该溶胶絮凝的程 度，W便控制所得干燥的二氧化铁颗粒的形貌。优选地，控制该絮凝W控制所得干燥的二氧 化铁颗粒的孔隙尺寸和/或比表面积和/或颗粒形状。可W调节该抑至接近该二氧化铁的等 电点，W便存在更大程度的絮凝，或者可W调节该抑至远离该二氧化铁的等电点，W便存在 更小程度的絮凝。 本专利技术在第四方面还提供了在随后干燥所述溶胶之前，在形成二氧化铁溶胶的过 程中或在形成二氧化铁溶胶之后受控絮凝的应用，其中通过调节该二氧化铁的等电点来控 制该溶胶絮凝的程度，W便控制所得干燥的二氧化铁颗粒的形貌。优选地，控制该絮凝W便 控制所得干燥的二氧化铁颗粒的孔隙尺寸和/或比表面积。可W调节该等电点W便接近该 浆料/溶胶的抑，W便存在更大程度的絮凝，或者可W调节该等电点W远离该浆料/溶胶的 pH，W便存在更小程度的絮凝。 本专利技术在第五方面还提供了在由二氧化铁溶胶制备干燥的二氧化铁颗粒的过程 中受控干燥的用途，其中控制干燥步骤过程中采用的溫度W便控制所得干燥的二氧化铁颗 粒的形貌。优选地，控制该溫度W便控制所得干燥的二氧化铁颗粒的颗粒形状。 本专利技术因此允许形成具有所需形貌的二氧化铁，例如在所需孔隙尺寸和/或所需 颗粒形状方面。本专利技术可W对具有一定颗粒尺寸范围的二氧化铁来实施，包括纳米、介观和 宏观颗粒。 例如，其可用于提供具有大比表面积的二氧化铁，但是其可W在期望避免使用纳 米材料的需要的应用中使用。 在本专利技术的第六方面中，制造二氧化铁的方法包括： 提供二氧化铁溶胶； 并随后 喷雾干燥该溶胶W提供干燥的二氧化铁颗粒； 其特征在于通过W下方法控制干燥的二氧化铁颗粒的形貌： (i)由含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶，并通过添加胶溶剂将该浆料的pH控制为 距离该二氧化铁的等电点3个抑单位或更多，W便降低该二氧化铁溶胶絮凝的程度;或 (i i)由含Ti化浆料制造该二氧化铁溶胶，并通过添加分散剂将等电点调节至距离 该浆料的抑3个抑单位或更多，W便降低该二氧化铁溶胶絮凝的程度。 该方法的益处在于，通过将胶溶过程中的pH控制为远离该等电点（其通常在约pH 5-6)，或通过调节该等电点W远离该浆料的pH，该溶胶将充分分散(不絮凝）。随后，采用喷 雾干燥处理获得具有光滑的弯曲外表面的粒状产物，即尺寸相对小(30微米或更小的颗粒 直径)并具有高完整性，耐受外力包括高剪切混合。该颗粒可W是球形的或环形的，但是具 有连续的弯曲（凸出）外表面。 在一个实施方案中，通过添加胶溶剂将该浆料的抑调节为远离该二氧化铁的等电 点3.5个pH单位或更多，或4个抑单位或更多，如4至6个抑单位，W降低该二氧化铁溶胶絮凝 的程度。通过添加任何合适的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造具有所需形貌的二氧化钛颗粒的方法，所述方法包括：提供二氧化钛溶胶；并随后干燥所述溶胶以提供干燥的二氧化钛颗粒；其特征在于通过施加一个或多个以下条件来控制干燥的二氧化钛颗粒的形貌：(a)由使用硫酸盐法中的沉淀步骤获得的含TiO2浆料制造所述二氧化钛溶胶，其中控制沉淀过程中形成的胶束的尺寸，(b)由含TiO2浆料制造所述二氧化钛溶胶并控制所述浆料的pH以影响所述二氧化钛溶胶絮凝的程度，(c)由含TiO2浆料制造所述二氧化钛溶胶并调节所述二氧化钛的等电点以影响所述二氧化钛溶胶絮凝的程度；(d)通过施加热来干燥所述二氧化钛溶胶，并控制干燥步骤过程中采用的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·劳里，J·L·爱德华兹，D·J·沃特斯，J·罗布，
申请(专利权)人：亨斯迈PA英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB