一种改性二氧化钛及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种应用于砂浆中的改性二氧化钛及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)对工业二氧化钛原料进行预处理；(2)对步骤(1)获得的TiO2进行造孔处理；(3)将步骤(2)将二氧化硅内核外层包覆一层TiO2；(4)将步骤(3)获得TiO2外层包覆一层Cr2O3；(5)步骤(4)获得的二氧化钛外层包覆一层TiO2。本发明专利技术制备的二氧化钛成品具有机械强度好，光催化活力强等特点，应用于砂浆中能有效防止其涂层被污染。

A Modified Titanium Dioxide and Its Preparation Method

The invention provides a modified titanium dioxide applied in mortar and a preparation method thereof, which comprises the following steps: (1) pretreatment of industrial titanium dioxide raw materials; (2) pore-forming treatment of the obtained titanium dioxide; (3) coating the outer layer of the silica core with a layer of titanium dioxide; (4) coating the outer layer of titanium dioxide with a layer of Cr2O3; (5) obtaining the outer layer of titanium dioxide with a layer of Cr2O3; (4) obtaining the outer layer of titanium dioxide with a layer of titanium dioxide. Titanium dioxide is coated with a layer of titanium dioxide. The titanium dioxide product prepared by the invention has the characteristics of good mechanical strength and strong photocatalytic activity, and can be effectively used in mortar to prevent the coating from being polluted.

【技术实现步骤摘要】
一种改性二氧化钛及其制备方法
：本专利技术属于工业二氧化钛领域，具体涉及一种用于石灰砂浆中的二氧化钛。
技术介绍
：二氧化钛被认为是世界上性能最好的一种白色颜料，具有较高的遮盖力、耐候性、消色力等，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等精细化工行业。在前人的研究中，发现二氧化钛有很强的光催化性能，如净化空气，处理废水等(纳米TiO2制备及光催化性能研究，李易东等)。而当二氧化钛应用于涂料，或作为食品药品等添加剂时，其很强的光催化活性又会对产品的性能产生不利影响，需要对二氧化钛进行包膜以避免产品的老化(正交实验优化ZrO2包覆钛白粉工艺研究，段海婷等)。因此，如何很好的应用二氧化钛的光催化活性成为本领域的一个很重要的研究课题。二氧化钛作为一种砂浆中的添加剂，具有增强砂浆白度的作用，广泛应用于工业生产中。CN105565736A公开了一种具有抗紫外线的功能砂浆，砂浆中添加的纳米二氧化钛能提高产品的自清洁性能。但是，如何进一步提高自清洁性能，同时又保证二氧化钛的白度，是相关研究中的难点。
技术实现思路
：有鉴于此，提出本专利技术。本专利技术提供一种改性二氧化钛，所述二氧化钛包括四层，其特征在于，所述改性二氧化钛内核为二氧化硅(SiO2)，第二层为二氧化钛(TiO2)，第三层为三氧化二铬(Cr2O3)，最外层为二氧化钛(TiO2)。所述改性二氧化钛中，SiO2含量为10-30％，Cr2O3含量为5-20％，TiO2含量为50-85％。所述的改性二氧化钛应用于砂浆中，所述砂浆为石灰砂浆、水泥砂浆、混合砂浆中的一种或几种。本专利技术提供一种上述改性二氧化钛的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)对工业二氧化钛原料进行预处理；(2)对步骤(1)获得的TiO2进行造孔处理；(3)将二氧化硅内核外层包覆一层TiO2；(4)将步骤(3)获得TiO2外层包覆一层含Cr2O3的外层；(5)在步骤(4)获得的二氧化钛外层包覆一层含TiO2的外层。优选的，步骤(3)中，外层包覆的TiO2为步骤(2)中获得的TiO2。优选的，步骤(5)中，外层包覆的TiO2为步骤(2)中获得的TiO2。优选的，步骤(4)中，含Cr2O3的外层中，Cr2O3的含量为100％。优选的，步骤(5)中，含TiO2的外层中，TiO2的含量为100％。所述步骤(4)中，含Cr2O3的外层也可以由Cr2O3和TiO2组成，其中Cr2O3含量为60-90％。TiO2优选为步骤(2)中获得的TiO2。所述步骤(5)中，含TiO2的外层也可以由Cr2O3和TiO2组成，其中TiO2含量为60-90％。TiO2优选为步骤(2)中获得的TiO2。所述步骤(1)中，预处理的步骤优选为：将工业二氧化钛原料与去离子水投入至除杂装置的打浆槽中，二氧化钛原料与去离子水之间按照重量的混合比例为2-4:6-8，优选为3:7；搅拌装置进行搅拌打浆后形成浆料，将浆料注入第一超声波振动筛中进行超声振动过滤，二氧化钛被过滤提取出来；将提取出的二氧化钛加入氨水，调节溶液的pH至1.0-2.0，此时向反应器内不断滴加二硫代胺基甲酸盐类衍生物溶液，直至不产生固体悬浮物停止，继续搅拌15-25min，过滤提取二氧化钛；在二氧化钛被过滤提取后用水洗涤，洗涤之后再经过超声振动过滤，再到干燥装置中进行干燥，得到低杂质含量的二氧化钛。优选的，二硫代胺基甲酸盐类衍生物为二甲基二硫代胺甲酸钠、二乙基二硫代胺甲酸钠、二丁基二硫代胺甲酸钠、乙基苯基二硫代胺甲酸钠的一种或几种。所述制备步骤(2)为：a.首先将步骤(1)获得的二氧化钛与造孔剂分别研磨至粒度为50μm以下，然后将研磨后得到的二氧化钛与造孔剂粉末混合均匀，在100-250MPa压力下压制成型；b.将经步骤a压制成型的物料以5-10℃/min升温速率升温至600-1100℃烧结3h-6h制备得到去除造孔剂得到多孔钛前驱体；c.将经步骤b得到的多孔钛前驱体按照钙与二氧化钛质量比≥2:1加入金属钙，然后在抽真空至炉内压力为小于等于5Pa、升温速率为5-10℃/min、还原温度为1000-1100℃进行钙热还原24h-60h，待冷却后，取出还原产物，将还原产物采用稀盐酸浸出，浸出完成后用蒸馏水和无水乙醇洗涤，经真空干燥后得到多孔二氧化钛。并将得到的多孔二氧化钛研磨至粒径小于5μm。优选的，所述造孔剂为碳酸氢铵、高纯石墨或淀粉，造孔剂加入量为二氧化钛质量的3％-15％。优选的，a步骤中，在200MPa压力下压制成型。优选的，b步骤中，将经步骤a压制成型的物料以6℃/min升温速率升温至800℃烧结4h制备得到去除造孔剂得到多孔钛前驱体。优选的，c步骤中，钙与二氧化钛质量比为5:1。优选的，c步骤中，抽真空至炉内压力为2Pa。所述制备步骤(3)为：a.取重量份0.05-0.1的SiO2，在超声条件下，悬浮于重量份5-15的乙醇中；b.向上述溶液中加入0.05-0.1重量份的90％十六烷基胺(HDA)，及0.1-0.4重量份的氨水，在室温下搅拌0.5-5分钟；c.在搅拌条件下，向步骤b中加入重量份0.1-1.0的钛酸四异丙酯(TIP)，反应5-20分钟；d.离心获得沉淀，并用水及乙醇洗涤沉淀；e.将上述沉淀在450℃下灼烧1-4小时，再用10％的氢氟酸洗涤，获得内核为SiO2的TiO2颗粒。所述制备步骤(4)为：a.将步骤(3)中获得的TiO2颗粒分散于乙醇中，超声处理10-15min，按每gTiO2颗粒对应0.02-1mmol的比例加入有机铬化合物，形成悬浮液；b.取足量的水，调节pH至4-6，与a中获得的悬浮液分别加热到80-95℃，将二者同时加入到搅拌机中，进行水解反应；c.10-30min后反应完毕，收集沉淀，在450-750℃下灼烧1小时，获得包覆Cr2O3的TiO2颗粒。超声频率为30-80KHz。pH调节剂优选为HCl。所述有机铬化合物为Cr(OMe)3、Cr(OEt)3、Cr(O·n-Pr)3、Cr(O·n-Bu)3的一种或几种，优选为Cr(O-i-H3C7)3或Cr3O(O2CCH3)·7H2O。所述制备步骤(5)为：a.将步骤(4)中获得的二氧化钛，取1-10重量份，取步骤(2)中获得二氧化钛5-20重量份，分散于足量的十甲基环五硅氧烷(DMCPSI)中，再加入1-5重量份的对甲氧基肉桂酸辛酯(OPMC)，混合均匀，得到悬浮液A；b.将悬浮液A压制包覆；c.对压制后的悬浮液A在60-120℃下，加热10分钟-3小时，使DMCPSI挥发。优选的，所述步骤b中，使用本申请自制的包覆设备进行压制，其结构如说明书附图1、2所示。首先将悬浮液A置于平板上，在直线电机的驱动下，涂布器匀速的将悬浮液A均匀的铺散在平板上，涂布速度在1.0×10-2m/s至1m/s之间。涂布的同时对悬浮液A进行压制包覆，压强在10Pa-1000Pa之间，调节温度至30-40℃。包覆完毕后，调节温度至60-70℃，烘干10-30min。本专利技术试图提高二氧化钛的光催化活性，以使其应用在砂浆后，防止砂浆涂层被污染，尤其被碳烟类污染物污染。众所周知，二氧化钛在紫外光区域有着很强的光吸收能力，同时也有很强的光催化活性，本专利技术试图通过将二氧化钛外层包覆金属氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性二氧化钛，所述二氧化钛包括四层，其特征在于，所述改性二氧化钛内核为二氧化硅，第二层为二氧化钛，第三层为三氧化二铬，最外层为二氧化钛。

【技术特征摘要】
1.一种改性二氧化钛，所述二氧化钛包括四层，其特征在于，所述改性二氧化钛内核为二氧化硅，第二层为二氧化钛，第三层为三氧化二铬，最外层为二氧化钛。2.根据权利要求1所述的二氧化钛，其特征在于：所述改性二氧化钛中，SiO2含量为10-30％，Cr2O3含量为5-20％，TiO2含量为50-85％。3.根据权利要求1或2所述的二氧化钛，其特征在于：所述的改性二氧化钛应用于砂浆中，所述砂浆为石灰砂浆、水泥砂浆、混合砂浆中的一种或几种。4.一种如权利要求1-3中任一种所述改性二氧化钛的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)对工业二氧化钛原料进行预处理；(2)对步骤(1)获得的TiO2进行造孔处理；(3)将二氧化硅内核外层包覆一层TiO2；(4)将步骤(3)获得TiO2外层包覆一层Cr2O3；(5)将步骤(2)获得的TiO2包覆在步骤(4)获得的二氧化钛外层。5.根据权利要求4中所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，预处理的步骤为：将工业二氧化钛原料与去离子水投入至除杂装置的打浆槽中，二氧化钛原料与去离子水之间按照重量的混合比例为2-4:6-8；搅拌装置进行搅拌打浆后形成浆料，将浆料注入第一超声波振动筛中进行超声振动过滤，二氧化钛被过滤提取出来；将提取出的二氧化钛加入氨水，调节溶液的pH至1.0-2.0，此时向反应器内不断滴加二硫代胺基甲酸盐类衍生物溶液，直至不产生固体悬浮物停止，继续搅拌15-25min，过滤提取二氧化钛；在二氧化钛被过滤提取后用水洗涤，洗涤之后再经过超声振动过滤，再到干燥装置中进行干燥，得到低杂质含量的二氧化钛。6.根据权利要求4中所述的制备方法，其特征在于：所述制备步骤(2)为：a.首先将步骤(1)获得的二氧化钛与造孔剂分别研磨至粒度为50μm以下，然后将研磨后得到的二氧化钛与造孔剂粉末混合均匀，在1...

【专利技术属性】
技术研发人员：封丽娟，
申请(专利权)人：封丽娟，
类型：发明
国别省市：上海,31