Способ получения диоксида титана

Способ получения диоксида титана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу получения диоксида титана и позволяет повысить качество конечного продукта за счет образования бимодальной пористой структуры с высоким обьемом пор. Солянокислый раствор четыреххлористого титана и раствор гидроксида щелочного металла (NaOH, КОН, L ЮН) одновременно сливают в воду при поддержании постоянного рН 2,0-4,5 и температуры 20-85°С и интенсивном перемешивании . Полученный осадок промывают, сушат , термообрабатывают и анализируют. Получают диоксид титана с бимодальной структурой (порами с преимущественным оо диаметром d 80 А и d 800 А) и высоким обьемом nop(Vj 1 см /г). Полученный продукт эффективно может использоваться в качестве носителя катализатора, собственно катализатора и ионообменника. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4471983/26 (22) 04,08.88 (46) 07.05.91. Бюл. ¹ 17 (71) Институт катализа СО АН СССР (72) Г.А.Зенковец, В.Ю.Гаврилов и Г.Г.Захарова (53) 661.882.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 787082, кл. В 01 j 37/02, В 01 j 23/72, С 07 В 3/00, 1978, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА (57) Изобретение относится к способу получения диоксида титана и позволяет повысить качество конечного продукта эа счет образования бимодальной пористой струкИзобретение относится к способам получения диоксида титана с бимодальной пористой структурой и высоким объемом пор, который может быть использован в качестве носителя в катализаторах, непосредственно как катализатор, а также в качестве ионообменника.

Цель изобретения состоит в повышении качества конечного продукта за счет образования бимадальной пористой структуры с высоким объемом пор, Пример 1. Для приготовления 50 г диоксида титана 70 мл четыреххлористага титана марки О.С.Ч. растворяют в 150 мл смеси соляной кислоты и воды, взятых в соотношении 1:1. Иэ полученного раствора осаждают гидроокись титана 10 $-ным водным раствором NaOH при постоянной температуре 70 С и постоянном рН, равном 3.

Для этого в стакан наливают 200 мл дистиллированной воды, нагревают.да 70- C и при

„„5U„„1646992 А1 (я)5 С 01 G 23/053, В 01 J 37/02 туры с высоким обьемам пор, Солянокислый раствор четыреххлористого титана и раствор гидраксида щелочного металла (NaOH, КОН, 1 !ОН) одновременно сливают в воду при поддержании постоянного рН 2,0-4,5 и температуры 20-85 С и интенсивном перемешивании. Полученный осадок промывают, сушат, термообрабатывают и анализируют.

Получают диоксид титана с бимодальнай структурой (порами с преимущественным о о диаметром б < 80 А и d > 800 А) и высоким обьемом пар (V<> 1 см /г). Полученный про3 дукт эффективно может использоваться s качестве носителя катализатора, собственно катализатора и ионоабменника, 1 табл. интенсивном перемешивании механической мешалкой и постоянной температуре, равной 70 С, одновременно прикапывают растворы четыреххларистого титана и 10о(,ный водный раствор NaOH, Скорость прикапывания растворов четыреххлористого титана и NaOH выбирают такой, чта рН образующейся суспензии составляет 3. В данном случае прикапывание раствора четыреххларистого титана проводят со скоростью 10 мл/мин, a NaOH — со скоростью

12,5 мл/мин, рН образующейся суспензии на протяжении всего опыта контролируют ионаметрам Э В-74, а температуру — термометром. Образовавшийся осадок отфильтровывают на нутч-фильтре и промывают дистиллированной водой в количестве 5 л, фармуют в гранулы диаметром 4 мм через металлический шприц, сушат на воздухе до воздушно сухого состояния, а затем в сушильном шкафу при 110 С.

1646992

06 1

, =-д- --.

Пример 2, Аналогично примеру 1 осаждение раствора четыреххлористого титана проводят при рН 2.

Пример 3, Аналогично примеру 1 осаждение проводят при рН 1 и температуре 85о

Пример 4, Для приготовления 50 г диоксида титана 70 мл Т!С!4 растворяют в

250 мл смеси НС! и HzO a соотношении 1:1.

Из полученного раствора осаждают гидроокись титана 30%-ным водным раствором

Na0I- при 50оС и постоянном рН, равном

3,5, аналогично примеру 1. Затем осадок отфильтровывают и промывают водой в количестве 5 л. Формуют гранулы диаметром

4 мм, сушат на воздухе, а затем в сушильном шкафу при 110 С.

Пример 5. Аналогично примеру 1 осаждение проводят при 85 С.

Пример 6. Аналогично примеру 1 осаждение проводят при рН 4,5 и температуре 85 С, а осадок промывают 10 л воды.

Пример 7. Аналогично примеру 1 осаждение проводят при рН 5 и температуре 85 С, Пример 8, Аналогично примеру 1 осаждение проводят при 20 С и рН 3,5.

Пример 9. Аналогично примеру 1 осаждение проводят при рН 5 и температуре 20 С.

Пример 10, Аналогично примеру 1 осаждение проводят при 20 С.

Пример 11. Аналогично примеру 1 осаждение проводят при рН 2 и температу0оС

Пример 12. Аналогично примеру 1 осаждение проводят 30%-ным раствором

Na0H при рН 4,5 и температуре 85 С.

Пример 13. Аналогично примеру 1 осаждение проводят при рН 2 и температуре 85 С, а осадок промывают 10 л воды, Пример 14. Аналогично примеру 1 осаждение проводят при рН 2 и температу50îC

Пример 15. Аналогично примеру 1 . осаждение проводят при рН 3 и температу-. ре 10 С, Пример 16. Для приготовления 50 г диоксида титана 70 мл TiCI4 растворяют в 150 мл смеси HCI и НгО (1:1). Полученный раствор, осаждают 10%-ным водным раствором КОН при 85 С и постоянном рН, равном 3, аналогично примеру 1. Осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой в количестве

5 л. Формуют в гранулы диаметром 4 мм, сушат на воздухе и в сушильном шкафу при 110 С.

Пример 17. Аналогично примеру 16 осаждение проводят,при рН 4,5 и температуре 85 С.

Пример 18. Аналогично примеру 16 осаждение проводят при 20"С.

Пример 19, Аналогично примеру 16 осаждение проводят при 20 C и рН 4,5.

Пример 20. Для приготовления 50 г диоксида титана 70 мл четыреххлористого титана марки О.С.Ч, растворяют в 150 мл смеси НО и Hz0 (1:1), Полученный раствор осаждают 10%-ным раствором LiOI- npu

85 С и рН 3. Процесс осаждения проводят аналогично примеру 1. Осадок отфильтровывают и промывают водой в количестве 3 л, затем формуют через шприц, сушат на воздухе и в сушильном шкафу при 110 С.

Пример 21. Аналогично примеру 20 осаждение проводят при рН 4,5, а осадок промывают 10 л воды.

Пример 22, Аналогично примеру 20 осаждение проводят при рН 3 и температуре 20 С.

Пример 23. Аналогично примеру 1 образец после сушки подвергают термообработке при 300 С в течение 4 ч.

Пример 24. Аналогично примеру 1 образец после сушки подвергают термообработке при 350 С в течение 4 ч.

Пример 25. Аналогично примеру 20 образец. после сушки подвергают термообработке при 300 С.

Характеристика получаемого диоксида титана в зависимости от условий его осаждения (примеры 1 — 19) и также от температуры прокаливания (примеры 20 — 22) приведена в таблице (для сравнения приведена характеристика продукта, полученного по известному способу).

В полученном по предлагаемому способу диоксида титана распределение пор по размерам измеряют в адсорбционной установке "О!9!ЯогЬ-2600", общий объем пор

Ч рассчитывают из значений насыпной (Л, г/см ) и истинной (p, гlсм ) плотностей по соотношению:

Истинную плотность измеряют по гелию на приборе "AutoPycnometer-1320".

Удельную поверхность образцов определяют зкспрессным методом l1o тепловой десорбции аргона

Выбор осадителя йэОН, КОН, LiOH обусловлен тем, что при использовании другого осадителя, например NH40H, при рН в интервале 1-10 не формируется диоксид титана с ярко выраженной биомодальной пористой структурой.

Выбор интервала рН осаждения 2-4,5 и температуры 20 — 85 С или рН = 3-4.5 и тем1646992 внутренней диффузии, увеличить активность катализатора в 3-7 раз, а также внести большие количества активного компонента при

его использовании в качестве носителя.

5 пературы 20-85 С ограничивает область значений рН и температуры, в которой формируется бимодальная пористая структура.

Притемпературе20-85 С в области рН >4,5 осаждается диоксид титана с однородно-пористой структурой и средним даметром пор о

500 А. При pH < 2 при 50 — 85 С и при PA < 3 и температуре < 20 С формируется диоксид титана, необладающий бимодальной структурой. Проведение процесса при температуре выше 85ОС затруднительно из-за сильного испарения жидкости. Бимодальная пористая структура образцов сохраняется и после термообработки при 300 С. При увеличении температуры прокаливания бимодальная пористая структура разрушается.

Таким образом, изобретение позволяет повысить качество конечного продукта за счет образования бимодальной пористой структуры с высоким объемом пор, что позволяет при его использовании в каталитических процессах, протекающих в области

Формула изобретения

Способ получения диоксида титана, включающий одновременное сливание в во-.

10 ду солянокислого раствора четыреххлористого титана и раствора осадителя при постоянных рН и температуре и интенсивном перемешивании, осаждение, промывку, сушку и термообработку образовавшегося

15 осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества конечного продукта путем образования бимодальной пористой структуры с высоким объемом пор, в качестве осадителя используют гидроксиды ще20 лочных металлов и осажение ведут при рН 2,0-4,5 и температуре 50 — 85 С или при рН 3,0-4,5 и температуре 20 — 85 С.

Ч», см /г

Яобщ, м /г

Пример

Условия п иготовления

Т ОС

Оса итель

NH40H

Na0H

КОН

° I

Li0H

Продолжение таблицы

Известный

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21

3

3,5

4,5

4,5

4,5

3

4,5

4,5

4,5

3.96

291

256

207

227

219

232

214

220

0,94

1,68

1,03

0,63

1,64

1,56

1,49

1,25

1,59

1,61

1,82

0,44

1,51

1,12

1,65

0,39

1,42

1,30

1,75

1,58

1,58

1,42

1,63

1646992

Продолжение таблицы ! о

П р и м е ч а н и е . $овiц — удельная поверхность; Ч вЂ” общий объем пор; V „, (80 A о объем noposoro пространства с диаметром пор < 80 А; о о

$ д р (ф)я A удельная поверхность пор с диаметром < 80 А; о

V „>@g A — объем порового пространства с диаметром о пор > 800 А.

Составитель В,Нечипоренко

Редактор И.Дербак Техред M.Моргентал Корректор М.Шароши

Заказ 1377 Тираж 302 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 с

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101