Способ получения высокодисперсной двуокиси титана

:.";-3(И) С 09 С 1 ГОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И ЫЙ КОМИТЕТ ССОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ВТОРСНОМУ 26 л. Р 35ич, М,И,Хома,обаса и В.И,В орден госуд Трудово ственны 39.215 88. 8. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНОЙ ДВУОКИСИ ТИТАНА, включающий сжигание тетрахлорида титана в смеси, состоящей из кислородосодержащего газа и водорода, о т -, л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения получения целе.вого продукта с повышенной фоточувствительностьюув качестве кислородосодержащего газа на сжигание подают предварительно осушенный и нагретый при 70-100 С воздух, процесс сжиогания ведут при 700-10000 С, а полученный при этом продукт обрабаты-, Фвают парами воды при: 170-2000 С,Изобретение относится к способамполучения высокодисперсной двуокисититана, используемой в качествесветочувствительного компонента вФотографических материалах, фотокатализаторах, а также при производстве печатных плат аддитивным методом.Известен способ получения высокодисперсной двуокиси титана путемжидкофазного гидролиза сульфататитана, включающий суспендированиедвуокиси титана в воде, обработкуполученной суспенэии щелочным агентом, Фильтрование полученного осадка, термообработку его, отбеливание и размалывание прокаленногопродукта, Полученная таким образомдвуокись титана имеет кристалла.вескую структуру анатаза и размер частиц до 0,1 мкм 1 Д,Недостатком этого метода является большое количество трудоемкихопераций, а также воэможность загрязнения двуокиси титана неконтролируемыми примесями, снижающимиее фотокаталитическую активностьНаиболее близким по техническойсущностй к изобретению являетсяспособ получения высокодисперснойдвуокиси титана, включающий сжиганиепредварительно нагретого до 350 СОтетрахлорида титана в смеси, состоящей из кислорода или окиси углерода и водорода с некоторым избыт-,когл кислорода при 1200-1400 С.оПриготовленная таким образомдвуокись титана имеет модификациюрутила и характеризуется достаточно высокой степенью дисперсности 121.Однако фоточувствительность ееочень низка, а удельная фотокаталитическая активность ее, определяемая по реакции восстановления метиленового голубого, составляетвсего 2,5-3,0 10"мг/мл м /мин.Целью изобретения является обеспечение.получения высокодисперсной двуокиси титана с повышеннойфоточувствительностью,Поставленная цель достигаетсяспособом получения высокодисперенойдвуокиси титана, включающим сжигание тетрахлорида титана в смеси,состоящей из предварительно осушенного и нагретого кислородсодержащего газа и водорода, в качествекислородсодержащего газа на сжиганиеподают предварительно осушенный инагретый при 70-1000 С воздух, процесс сжигания ведут при 700-1000 С,а полученный при этом продукт оборабатывают парами воды при 170-200 С.Предлагаемый способ получениявысокодисперсной двуокиси титанаобеспечивает Фоточувствительностьцелевого продукта, на несколько порядков превышающую Фоточувствительность двуокиси титана, полученной по известному способу.Физико-химическая сущность предлагаемого способа заключается в процессе протекания пламенного гидролиза паров тетрахлорйда титана вводородно-кислородном пламени при недостатке кислорода по следующей реакции10 Т 1 С 1 + 2 Н + О = Т 10 + 4 НС 14Частично протекает также реакция15Т 1 С 14+ О= Т 10 + 2 С 1В результате образуется высокодисперсная пирогенная двуокись ти 20 тана с нестехиометрическим составом,состоящая из двух модификацийанатаза и рутила, вследствие чегоматериал является высокодефектнымс большой парамагнитной восприим 25 чивостью, что определяет его высокуюфоточувствительность,Последующая обработки полученного продукта парами воды проводится для освобождения поверхности дву 30 окиси титана от адсорбированных наней газов НС 1 и С 1,Выбор температурных условий проведения процесса по предлагаемомуизобретению определяется следоующим.З 5 ф Интервал температур 70-100 С обусловлен необходимостью достижения,стопроцентной гомогенизации паровтетрахлорида титана с заданным количеством осушенного транспортирующего воздуха в условиях испарения, чтообеспечивает однородность и высокуюдисперсность продукта на стадии пламенного гидролиэа, Понижение температуры ниже 70 оС ведет к недостаточной концентрации паров тетрахло 45 рида титана в смеси и снижению однородности продукта. Повышение тем.пературы,выше 100 гС ведет к укрупнению частиц целевого продукта,Температура пламенного гидролиэа700-1000 С лимитируется как скоростью протекания процесса получениявысокодисперсной двуокиси титана,так и структурой получаемого продукта. При температуре ниже 700 С скоорость процесса резко падает и реакциягидролиэа-окисления не доходит доконца, что существенно снижает фоточувствительность целевого продукта.60 Повышение температуры выше 1000 ОСнарушает соотношение анатазной ирутильной форм двуокиси британа,. чтоприводит к уменьшению удельной поверхности и фоточувствительности 65 получаемого продукта.Заказ 7261/27 тираж -639 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, й, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Уменьшение температуры обработкипарами воды ниже 150 ОС также снижает фоточувствительность целевогопродукта, а обработка при температу-ре выше 200 С увеличивает расходоэнергии, без существенного изменения фоточувствительности.Процесс получения двуокиси титана по предлагаемому изобретению является непрерывным технологическимциклом и осуществляется следующим10образом,Сухой воздух при 70-100 ОС насы-.щают парами тетрахлорида титана,пропуская его в поверхностном испарителе над поверхностью подогретого Т 1 С 14, смешивают его с водородом и полученную смесь подают насжигающее устройство. Образующиесяв процессе двуокись титана на. выходеобрабатывают парами воды.П р и м е р 1. На сжигающееустройство подают 100 нм осушенно-.го и нагретого до 100 ОС воздуха,10 л Т 1 С 14 и 40 нм водорода, При-.готовленную смесь сжигают при 1000 ОС,а затем продукт сжигания обрабаты-,,вают парами воды при 180 С. фоточувствителъность полученнойдвуокиси титана оценивают по ееудельной фотокаталитической активности в реакции восстановления метиленового голубого,Полученная по примеру двуокись.титана имеет размер частиц 0,02.0,04 мкм, удельную поверхность 380 м 2/г и фотокаталитическую актив;ность 3,0 мг/млм,мин, в то время2как двуокись титана, приготовленная по известному способу имеет фотокаталитическую активность3,010 тамг/мл м минП р и м е р 2. 100 нм осушен"ного и нагретого до 70 С воздуха,о10 л Т 1 С 14 и 40 нм 9 водорода сжигают при 1000 ОС. Затем продукт сжигания обрабатывают парами воды при200 С,Полученная двуоксиь титана име-ет удельную поверхность 80 м /ги фотокаталитическую актнвность2,9 мг/мл м мин,2Пр и м е р 3, На сжигающее устройство подают 100 нм осушенногои нагретого до 100 С воздуха, 20 лТ 1 С 14 и 40 нм 3 водорода. Смесь сжигаю при 700 фС, а затем продукт сжи Югания обрабатывают парами воды при200 С.Полученная двуоксиь титана имеетудельную поверхность 50 м/г ифотокаталитческую активность2,0 мг/мл мамин,П р и м е р 4. Двуокись титанаполучают аналогично примеру 3, нообработку продукта сжигания парамиводы проводят при 150 ОС.Полученная двуоксиь титана имеет удельную,поверхйость 50 м/г ифотокаталити 1 ческую активность0,9 мг/мл м мин.Таким образом приведенные данныепоказывают, что способ получениявысокодисперсной двуокиси титанапо предлагаемому изобретению обе"спечивает получение целевого продукта с фоточувствительностью значительно превышающей фоточувствительноцть двуокиси титана, приготовленной по известному способу,Технико-зкономическая эффективность данного изобретения определяется высокой фоточувствительностьювысокодисперсной двуокиси титана,что позволяет широко использовать еев качестве фотокаталиэатора дляокислительно-восстановительных процессов и, в частности, для аддитивной технологии получения печатных:лат, а также для производства фотографических материалов.