纳米的制备技术及工艺第三组.pptVIP

该生产流程的主要工艺参数如下表反应温度/℃TiCl4分压/kPaH2O分压/kPaO2分压/kPa550-8500.5-2.50.3-1.520-100表TiCl4、O2和H2O气相反应制备超细粉的主要参数第29页，共84页，星期日，2025年，2月5日该生产方法影响TiO2粒径的主要因素有：TiCl4分压、水蒸气分压、氧分压和反应温度。TiO2的粒径随TiCl4分压的降低、氧气分压和反应温度的升高而减小；随水蒸气分压在0.3-1.5kPa范围内变化，TiO2的粒径出现极小值，此时温度大约750℃。第30页，共84页，星期日，2025年，2月5日该方法合成的超细TiO2粉呈锐钛矿型结构生产1Kg超细粉所消耗原料量、原料规格如下表所示原料名称原料消耗原料规格TiCl4N2O2水蒸气3.1Kg9.3m3（标准态）24.4m3（标准态）0.3m3（标准态）≥99.5%≥99.5%≥99.5%—表TiCl4、O2和H2O气相反应制备TiO2超细粉法所需原料第31页，共84页，星期日，2025年，2月5日3.1.2等离子体化学法利用低温等离子体化学法，将无水TiCl4通入氧等离子体气氛中，制备出了粒径小于10nm的非晶型超细TiO2粉体。当温度高于200℃时，非晶TiO2转化为具有锐钛矿结构的晶态，并且当反应物中加入少量无水SnCl4时，能使TiO2产率明显增加第32页，共84页，星期日，2025年，2月5日3.1.3醇钛盐热裂解法该法一般利用钛的烷基盐为原料，在高温下热解而得超细TiO2反应式如下：+H2O+CnH2mTiO2Ti(OR)4CnH2m+2O22n+mnCO2+mH2O第33页，共84页，星期日，2025年，2月5日利用Ti(OC4H9)4为原料，高温气相热解反应制得了纳米TiO2超细粒子，并且化学纯度很高。实验表明，随着反应温度、Ti(OR)4进口浓度和停留时间的增加，粒子粒径增大，分布变宽，产物中金红石型TiO2含量下降第34页，共84页，星期日，2025年，2月5日3.1.4电阻炉加热四氯化钛氧化法M.K.Akhtar等人在利用TiCl4、O2为原料，制取纳米TiO2的实验中研究了添加剂NaCl、HCl、KCl、CsCl对TiO2粒子的影响。结果发现，温度为1673时，在AlCl3或SiCl4的存在下，CsCl能有效地减小粒子的凝聚，从而控制粒子的增长速度。第35页，共84页，星期日，2025年，2月5日进一步研究表明：AlCl3是金红石型转化促进剂，SiCl4则是锐钛型转化促进剂，并且反应体系中水蒸气的存在会导致更多的锐钛型TiO2的生成。在AlCl3/TiCl4=0.07时，所得产品是纯金红石型;当不添加AlCl3时，90%的TiO2是锐钛型第36页，共84页，星期日，2025年，2月5日3.1.5激光感应醇钛盐热解CVD法用CW-CO2激光为热解光源，C2H4为光敏剂，Ti(OR)4、O2为原料，在连续流动反应池中，激光束聚焦后与喷嘴喷出的反应气体垂直交叉，形成高温反应焰，生成粉体经载气真空泵抽运并收集。O2为喷嘴外环载气，又为助燃剂。第37页，共84页，星期日，2025年，2月5日用CW-CO2激光加工成功地合成了粒径约为6-20nm的超细TiO2粒子。当温度低于400℃时，TiO2为无定形；随着温度的升高，TiO2逐渐由无定形→锐钛型→金红石型。加入适量的V2O5，能大大降低TiO2由锐钛型向金红石型转化的温度。第38页，共84页，星期日，2025年，2月5日3.2液相法制备纳米TiO2粉体3.2.1硫酸钛溶液-凝胶法制备TiO2超细粉3.2.2钛盐水解法3.2.3化学沉淀法3.2.4醇钛盐溶液静电喷涂法3.2.5金属钛氧化法3.2.6超临界法(SC法)3.2.7其他方法第39页，共84页，星期日，2025年，2月5日3.2.1硫酸钛溶液-凝胶法制备TiO2超细粉利用醇钛盐或钛的无机盐水解和缩聚作用进行的溶胶-凝胶过程，合成均匀性良好的纳米TiO2粉第40页，共84页，星期日，2025年，2月5日溶胶－凝胶法的基本原理

－水解反应机理第41页，共84页，星期日，2025年，2月5日溶胶－凝胶法的基本原理

－缩聚反应机理第42页，共84页，星期日，2025年，2月5日部分仪器第43页，共84页，星期日，2025年，2月5日原理及工艺流程溶胶-凝胶法主要反应式如下