稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法及稳定的锐钛矿型二氧化钛技术

本发明专利技术提供了稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，属于二氧化钛的制备技术领域。本发明专利技术包括：1)将钛源加入去离子水中，混合均匀，得到第一混合溶液，备用；2)将膨胀蛭石加入到去离子水中，分散均匀后调节pH值得到第二混合溶液，备用；3)将第一混合溶液加入到第二混合溶液中，依次进行第一次静置陈化、调节pH值、第二次静置陈化、洗涤、过滤和烘干，得到烘干产物；4)将烘干产物进行煅烧得到稳定的锐钛矿型二氧化钛。本发明专利技术通过掺杂膨胀蛭石，利用膨胀蛭石耐高温、隔热、化学稳定性以及层状多孔结构等特性，抑制锐钛矿型二氧化钛在高温下向金红石型二氧化钛转变，使钛矿型二氧化钛结构在高温下保持稳定，提高锐钛矿型二氧化钛的使用范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法及稳定的锐钛矿型二氧化钛


[0001]本专利技术涉及二氧化钛的制备
，尤其涉及一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法及利用该方法制备得到的稳定的锐钛矿型二氧化钛。

技术介绍

[0002]二氧化钛是一种白色固体或粉末状物质，属于两性氧化物。二氧化钛因白度好、着色力和遮盖力强、化学稳定性强、无毒无污染等优点，广泛应用涂料、塑料、橡胶、化学纤维、陶瓷、玻璃、耐火材料、冶金、聚酯催化剂、光催化、太阳能电池等工业中。二氧化钛主要有金红石、锐钛矿、板钛矿等3种晶型，其中金红石是热力学稳定相，锐钛矿是亚稳定相，板钛矿是不稳定相。由于不同晶型的二氧化钛的结构种的键长、堆积结构方式等的不同，所以，不同晶型的二氧化钛的物理和化学性质不同，使用范围也有所不同。
[0003]在以上几种晶型的二氧化钛中，锐钛矿型二氧化钛具有较大的禁带宽度使其电子空穴对具有更高的电位差，从而具有较高的氧化能力，同时锐钛矿型二氧化钛表面对H2O、O2及OH
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的吸附能力更强，表面对反应物分子较强的吸附能力有利于催化反应的发生。但是由于锐钛矿型二氧化钛是不稳定相，在一定温度下，会向金红石型二氧化钛转变且这种相转变是不可逆的相变过程。因此，在制备或利用锐钛矿型二氧化钛时，要避免或抑制这种相变过程的发生。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为避免或抑制锐钛矿型二氧化钛向金红石型二氧化钛的转变，一方面，本专利技术提供了一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，其通过掺杂膨胀蛭石，利用蛭石耐高温、隔热、高比表面积、化学稳定性以及层状多孔结构等特性，抑制锐钛矿型二氧化钛在高温下向金红石型二氧化钛转变，从而使钛矿型二氧化钛结构在高温下保持一定稳定，从而提高锐钛矿型二氧化钛的使用温度和应用范围。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0006]一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：
[0007]1)将钛源加入去离子水中，混合均匀，得到第一混合溶液，备用；
[0008]2)将膨胀蛭石加入到去离子水中，分散均匀后调节pH值得到第二混合溶液，备用；
[0009]3)将第一混合溶液加入到第二混合溶液中，依次进行第一次静置陈化、调节pH值、第二次静置陈化、洗涤、过滤和烘干，得到烘干产物；
[0010]4)将烘干产物进行煅烧得到膨胀蛭石掺杂的锐钛矿型二氧化钛，即为稳定的锐钛矿型二氧化钛。
[0011]优选地，所述膨胀蛭石与所述钛源的质量比为0.1～1.5:10。
[0012]优选地，步骤1)中，混合温度为35～65℃。
[0013]优选地，步骤1)中，钛源:去离子水＝200:1g/L。
[0014]优选地，步骤2)中，去离子水的添加量与步骤1)中的去离子水的添加量相同。
[0015]优选地，步骤2)中，采用1mol/L的硫酸溶液调节pH值至2.2。
[0016]优选地，步骤3)中，第一次静置陈化时间为6～18h，第二次静置陈化时间为12～18h，采用氨水调节pH值至4。
[0017]优选地，步骤3)中，烘干条件为：60～120℃，6～12h。
[0018]优选地，步骤4)中，煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为1～4h。
[0019]本专利技术还提供了一种稳定的锐钛矿型二氧化钛，由上述稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法制备得到。
[0020]本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0021]本专利技术提供的稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法及稳定的锐钛矿型二氧化钛，通过掺杂膨胀蛭石，利用蛭石耐高温、隔热、高比较面积、化学稳定性以及层状多孔结构等特性，抑制锐钛矿型二氧化钛在高温下向金红石型二氧化钛转变，从而使钛矿型二氧化钛结构在高温下保持一定稳定，从而提高锐钛矿型二氧化钛的使用温度和应用范围。
附图说明
[0022]图1是本专利技术应用实施例1制得的各样品的XRD图；
[0023]图2是本专利技术应用实施例2制得的各样品的XRD图；
[0024]图3是本专利技术应用实施例3制得的各样品的XRD图。
具体实施方式
[0025]蛭石是一种天然层状的镁铝硅酸盐，本身具有良好的耐高温性、化学稳定性和隔热性能，膨胀后的蛭石又称膨胀蛭石具有明显的层状结构并具有较大的比表面积。本专利技术通过将蛭石原位掺杂到锐钛矿型二氧化钛中，得到蛭石掺杂的锐钛矿型二氧化钛，在该产品中由于蛭石本身的特性，可以有效抑制锐钛矿型二氧化钛在高温下向金红石型结构转变，从而提高锐钛矿型二氧化钛的使用温度和应用范围。
[0026]一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：
[0027]1)将钛源加入去离子水中，优选在35～65℃(更优选为60℃)下搅拌混合均匀，得到第一混合溶液，备用，其中，钛源优选为硫酸氧钛；
[0028]2)将膨胀蛭石加入到去离子水中，优选在常温下搅拌分散均匀后调节pH值得到第二混合溶液，备用；
[0029]3)将第一混合溶液加入到第二混合溶液中，优选在常温下搅拌混合均匀，并依次进行第一次静置陈化、调节pH值、第二次静置陈化、洗涤、过滤和烘干，得到烘干产物，其中，优选选用去离子水进行洗涤，优选在烘箱中烘干；
[0030]4)将烘干产物进行煅烧得到膨胀蛭石掺杂的锐钛矿型二氧化钛，即为稳定的锐钛矿型二氧化钛，其中，优选在马弗炉中煅烧。
[0031]在本专利技术中，所述膨胀蛭石与所述钛源的质量比为0.1～1.5:10。
[0032]在本专利技术中，步骤1)中，钛源:去离子水＝200:1g/L(质量体积比)。
[0033]在本专利技术中，步骤2)中，去离子水的添加量与步骤1)中的去离子水的添加量相同。
[0034]在本专利技术中，步骤2)中，采用1mol/L的硫酸溶液调节pH值至2.2。
[0035]在本专利技术中，步骤3)中，第一次静置陈化时间为6～18h，优选12～18h，更优选为12h，第二次静置陈化时间为12～18h，优选为12h，采用氨水调节pH值至4。
[0036]在本专利技术中，步骤3)中，烘干条件为：60～120℃，6～12h，优选为80℃，6h。
[0037]在本专利技术中，步骤4)中，煅烧温度为600～800℃，优选为750℃，煅烧时间为1～4h，优选为2h。
[0038]本专利技术还提供了一种稳定的锐钛矿型二氧化钛，由上述稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法制备得到。
[0039]本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
[0040]如无特殊说明，本专利技术中的各原料均可通过市售购买获得，本专利技术中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。
[0041]以下通过实施例进一步说明本专利技术的技术。这些实施例是本专利技术的阐释和举例，并不以任何形式限制本专利技术的范围。
[0042]实施例1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将钛源加入去离子水中，混合均匀，得到第一混合溶液，备用；2)将膨胀蛭石加入到去离子水中，分散均匀后调节pH值得到第二混合溶液，备用；3)将第一混合溶液加入到第二混合溶液中，依次进行第一次静置陈化、调节pH值、第二次静置陈化、洗涤、过滤和烘干，得到烘干产物；4)将烘干产物进行煅烧得到膨胀蛭石掺杂的锐钛矿型二氧化钛，即为稳定的锐钛矿型二氧化钛。2.根据权利要求1所述的一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述膨胀蛭石与所述钛源的质量比为0.1～1.5:10。3.根据权利要求1所述的一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤1)中，混合温度为35～65℃。4.根据权利要求1所述的一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤1)中，钛源:去离子水＝200:1g/L。5.根据权利要求4所述的一种稳定的锐钛矿型二氧化钛的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仲，程道建，孙丹，田维亮，姚坤，
申请(专利权)人：塔里木大学，
类型：发明
国别省市：