[00143863]纳米级活性二氧化钛的中试

一、任务来源： 根据国家产业政策，发展高新材料产业的规定，蒙西技术开发有限责任公司结合公司的实际需要，研究开发了二氧化钛项目。二、应用领域和技术原理1、应用领域：主要应用于涂料、油墨、塑料、橡胶、纸张和合成纤维。2、技术原理：本方法是采用水热螯合均匀沉淀法，为直接制备纳米级锐钛型二氧化钛和纳米级金红石型二氧化钛提供了一种工艺过程简单、粒径易控、成本较低、易于规模化生产的新方法。锐钛型纳米二氧化钛用硫酸氧钛，金红石型二氧化钛以硝酸钛做原料，以尿素及衍生物为沉淀剂。随着尿素的水解，溶液中的Ti^(4+)迅速水合形成低聚合度的[Ti(HO)_x(H_2O)n-x](4-x)+胶体粒子，伴随着低聚合度胶体粒子聚合成较高聚合度胶体粒子，水溶液中极性H_2O分子从较高聚合度胶体粒子夺取H+，使胶体粒子转化为TiO_2·n(H_2O)，溶液中分散剂防止TiO_2·n(H_2O)的团聚，得到纳米级粒子，用无水乙醇置换经去离子水洗至中性后的 TiO_2·n(H_2O) 胶体粒子沉淀，可以将水合的TiO_2·n(H_2O)置换为醇合的 TiO_2·n(C_2H_5OH)，室温下自然干燥后即可得到金红石型和锐钛型两种纳米 TiO_2介孔粉体。其中在制备过程中加入聚乙二醇可与Ti^(4+)形成松散型的螯合体，在Ti^(4+)离子之间产生空间位阻作用而使离子相互隔离，有效地阻碍大颗粒的形成与长大。制备金红石型纳米级二氧化钛时添加螯合空间构形剂，诱导金红石晶型的产生。锐钛型二氧化钛在800度高温下能保证晶型不变，还具备光催化活性。可以通过控制焙烧温度可以得到不同粒径的纳米级二氧化钛，用乙醇置换过程我们可以用超临界抽提法。三、性能指标1、纳米TiO_2粉体为金红石型。2、金红石型TiO_2含量在96％以上。3、平均粒度小于100nm的颗粒占99%以上。4、纯度大于99%。5、符合企业标准的规定。四、经济效益和社会效益1、 经济效益：该项目在期限内累计可实现销售收入550万元，净利润126万元，缴税总额127.3万元。2、 社会效益：该项目的建设可以满足国内市场对纳米级活性二氧化钛的需要，可以减少和替代进口。可以使我国纳米级二氧化钛的生产达到新的水平，改变我国大量进口高质二氧化钛的局面，使国产纳米级二氧化钛质量达到国际先进水平，为民族工业的繁荣昌盛做出贡献。该项目属国家高技术产业化项目，可为我国发展高技术产品作出示范。