Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА (ВАРИАНТЫ) - Патент РФ 2142414
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА (ВАРИАНТЫ)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА (ВАРИАНТЫ)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА (ВАРИАНТЫ)

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в производстве тонкодисперсного титанового пигмента для эмалей, вододисперсионных и полиграфических красок, жаропрочных стекол, керамики, пьезоматериалов и т. д. Результат изобретения: получение анатазной модификации диоксида титана с повышенной светостойкостью. Способ основывается на пирогидролизе фтораммониевой соли титана, в качестве которой предлагают оксофторотитанат аммония. По второму варианту оксофторотитанат аммония суспендируют в раствор гексафторсиликата магния. Получают суспензию, содержащую 0,5 - 8 % МgO по отношению к ТiO2. Доводят рН суспензии до 10 - 11. Отделяют осадок. Подвергают осадок пирогидролизу. 2 с.п.ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2142414
Класс(ы) патента: C01G23/07
Номер заявки: 98114371/12
Дата подачи заявки: 28.07.1998
Дата публикации: 10.12.1999
Заявитель(и): Институт химии Дальневосточного отделения РАН
Автор(ы): Гордиенко П.С.; Бакеева Н.Г.; Диденко Н.А.; Пашнина Е.В.; Гончарук В.К.
Патентообладатель(и): Институт химии Дальневосточного отделения РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способам получения диоксида титана, который находит широкое применение в составе эмалей, вододисперсионных и полиграфических красок, жаропрочных стекол, керамики, пьезоматериалов и т.д.
Известно, что диоксид титана существует в нескольких модификациях, две из которых устойчивы: анатаз и рутил. Различие в их кристаллических структурах приводит к изменению фотоустойчивости пигментов, получаемых на их основе, а следовательно, к различному назначению производных марок пигментов. Так, лакокрасочная промышленность потребляет главным образом диоксид титана рутильных марок, которые обладают большей светостойкостью (меньшей фотохимической активностью). В общем объеме потребления диоксида титана она занимает первое место, потребляя более 50% производимого диоксида титана. Известные промышленные способы получения диоксида титана на первой стадии приводят к получению анатазной модификации TiO2. Перевод же анатаза в рутил требует значительных энергозатрат, т.к. осуществляется при нагревании анатаза до температур 800 - 1000oC в зависимости от дополнительно введенных веществ, понижающих температуру перехода.
Известен способ получения диоксида титана путем добавления к раствору гексафторотитаната аммония борной кислоты, которая сдвигает равновесие гидролиза гексафторотитаната в сторону получения диоксида титана (в.з. Японии N 04 - 130017).
Известен способ получения диоксида титана путем пирогидролиза фторидных соединений титана, таких как TiF4 или (NH4)2TiF6, в токе газа, содержащего кислород или пары воды (в.з. Японии N 57 - 183325).
Однако получаемый вышеописанными способами диоксид титана имеет структуру анатаза и, как следствие, обладает недостаточной степенью светостойкости.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения диоксида титана путем пирогидролиза смеси фтораммониевых солей титана при t = 500 - 800oC в течение 3 - 5 час (п. РФ N 2058408, оп. 20.04.96, БИ N 11). Получают диоксид титана анатазной модификации с недостаточной светостойкостью и высокой фотохимической активностью.
Задача изобретения состоит в увеличении светостойкости анатазной модификации диоксида титана.
Поставленная задача достигается тем, что для пирогидролиза в качестве фтораммониевой соли титана используют оксофторотитанат аммония (NH4)2TiOF4.
Термическое разложение данного соединения в парах воды до температуры 700oC приводит к получению диоксида титана анатазной модификации (таблица), которая обладает светостойкостью, превышающей светостойкость диоксида титана рутильной модификации, что значительно расширяет область применения полученного продукта и позволяет использовать его в тех отраслях промышленности, где ранее использовалась рутильная модификация TiO2.
Поставленная задача достигается также другим вариантом осуществления способа, согласно которому пирогидролизу подвергают осадок соли оксофторотитаната аммония, полученный после предварительного суспензирования оксофторотитаната аммония в раствор гексафторосиликата магния из расчета получения 0,5 - 8 мас.% MgO по отношению к TiO2, последующего доведения pH суспензии до 10 - 11 и отделения образовавшегося осадка.
Выход за пределы заявленного интервала содержания гексафторосиликата магния приводит к увеличению фотохимической активности и снижению белизны получаемого диоксида титана.
Интервал pH определяется необходимостью получения чистого оксофторотитаната аммония. При pH меньше 10 происходит неполный гидролиз MgSiF6 и, следовательно, загрязнение осадка оксофторотитаната аммония, а увеличение pH выше 11 нецелесообразно, т.к. имеет место избыточный расход реагента.
В таблице представлены рентгенографические данные диоксида титана, полученного предлагаемыми вариантами способа. Рентгенограммы этих образцов диоксида титана и рентгенографические данные анатазной модификации диоксида титана, приведенные в литературе, идентичны (Diffractometer Ref. National Bureau of Standards, Mono. 25, Seс. 7, 1969).
Предлагаемое для пирогидролиза исходное соединение - оксофторотитант аммония - представляет собой белое кристаллическое вещество, не растворимое в воде, но растворимое в HF, с температурой разложения в интервале 160 - 350oC. Соединение получают при гидролизе гексафторотитаната аммония аммиаком согласно реакции
(NH4)2TiF6 + 2NH3 + H2O ----> (NH4)2TiOF4 + 2NH4F.
Способ осуществляют следующим образом.
Оксофторотитанат аммония помещают в печь, через которую пропускают пары воды, и подвергают его ступенчатому нагреву до 700oC. Получают диоксид титана анатазной модификации с белизной 94 - 96%, которая не изменяется в течение года.
Способ по второму варианту осуществляют следующим образом.
Оксофторотитанат аммония предварительно суспензируют в раствор гексафторосиликата магния из расчета получения 0,5 - 8% MgO по отношению к TiO2, доводят pH полученной суспензии до 10 - 11 и отделяют образовавшийся осадок. Осадок представляет собой частицы оксофторотитаната аммония, покрытые гидроксидом кремния и фторидом магния, образовавшимися при гидролизе MgSiF6. Последующий пирогидролиз этого осадка до 700oC позволяет получить диоксид титана анатазной модификации не только с повышенной светостойкостью, но и с более высокой степенью белизны, которая достигает 98%.
Белизну определяют относительно MgO (Е.Ф. Беленький, И.В. Рискин. Химия технологии пигментов. Л., Химия, 1974, с. 65).
Светостойкость определяют, подвергая образец полученного диоксида титана ультрафиолетовому облучению нефильтрованным светом ртутной лампы ДРТ-250 на расстоянии 20 см в течение 8 и 24 часов и рассчитывают по формуле

где Wо - белизна до облучения относительно MgO, %; Wобл. - то же, но после облучения.
Облучение в течение 8 час по литературным данным (Калверт Питтса "Фотохимия", М. : Мир, 1970, с. 671) соответствует годовому естественному световому облучению.
Рентгенограммы образцов снимали на ДРОН - 3.0
Примеры выполнения способа.
Пример 1.
6 г оксофторотитаната аммония помещают в платиновую чашку и, ступенчато поднимая температуру (20 - 250 - 350 - 450 - 550 - 700oC), подвергают пирогидролизу в парах воды. Время пирогидролиза 6 час. Получают диоксид титана анатазной модификации (таблица). Выход 97%. Содержание TiO2 - 99,83% дисперсность меньше 1 мкм, белизна 94,8%. Светостойкость 0,62% после облучения в течение 8 час.
Пример 2.
В 30 мл воды, содержащей 0,48 г MgSiF6, вносят 6 г оксофторотитаната аммония (2,5% MgO по отношению к TiO2). Раствором аммиака при постоянном перемешивании доводят pH полученного раствора до 11. Отделяют образовавшийся осадок и подвергают его ступенчатому пирогидролизу как описано в примере 1. Получают диоксид титана анатазной модификации (таблица). Выход 96%. Дисперсность меньше 1 мкм. Белизна 97,8%. Светостойкость 0,27% после 24 час облучения.
Формула изобретения: 1. Способ получения диоксида титана путем пирогидролиза фтораммониевой соли титана, отличающийся тем, что в качестве фтораммониевой соли используют оксофторотитанат аммония.
2. Способ получения диоксида титана путем пирогидролиза фтораммониевой соли титана, отличающийся тем, что пирогидролизу подвергают осадок оксофторотитаната аммония, полученный после предварительного суспензирования оксофторотитаната аммония в раствор гексафторосиликата магния из расчета получения 0,5 - 8% MgO по отношению к TiO2, последующего доведения pH суспензии до 10 - 11 и отделения выпавшего осадка.