一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法与流程

本发明涉及无机材料制备，具体的，涉及一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法。

背景技术：

1、二氧化钛是一种重要的白色颜料，具有优良的遮盖力、高折射率和稳定的化学性质。随着科技的发展，二氧化钛在涂料、化妆品、造纸和塑料等领域的应用越来越广泛。然而，其制备过程中存在纯度不高、比表面积较小和生产效率低等问题，这严重制约了二氧化钛的工业化生产和应用。因此，开发一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明提出一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，解决了相关技术中制备得到的二氧化钛纯度不高、比表面积较小的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提出一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、预处理：向钛酸盐溶液中加入氢氧化钙溶液，得到混合物，沉淀，经树脂分离，得到预处理后的钛酸盐溶液；

5、s2、水解：向所述预处理后的钛酸盐溶液中加入碱性溶液，水热反应，得到二氧化钛浆液，所述二氧化钛浆液经过滤后，得到二氧化钛前驱体；

6、s3、煅烧：所述二氧化钛前驱体经煅烧后，得到二氧化钛粉体。

7、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述树脂为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。

8、通过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的联用，有助于进一步提高二氧化钛粉体的纯度。

9、作为进一步的技术方案，所述阳离子交换树脂包括弱酸性阳离子交换树脂和螯合型阳离子交换树脂，弱酸性阳离子交换树脂可选用以下树脂中的一种：如d152型弱酸性阳离子交换树脂、d113型弱酸性阳离子交换树脂或d85型弱酸性阳离子交换树脂等，螯合型阳离子交换树脂可选用以下树脂中的一种：d403型螯合型阳离子交换树脂、d418型螯合型阳离子交换树脂或irc748型螯合型阳离子交换树脂。

10、当阳离子交换树脂包括弱酸性阳离子交换树脂和螯合型阳离子交换树脂时，能进一步提高二氧化钛粉体的纯度。

11、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述加入氢氧化钙溶液后，所述混合物的ph值为4~6.5。

12、作为进一步的技术方案，步骤s1中，步骤s1中，所述钛酸盐溶液为钛酸亚铁溶液或钛酸钙溶液。

13、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述沉淀时，温度为60~80℃，时间为2~3h。

14、作为进一步的技术方案，步骤s2中，步骤s2中，所述加入碱性溶液后，所述预处理后的钛酸盐溶液的ph值为8~9。

15、作为进一步的技术方案，步骤s2中，所述碱性溶液为氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种。

16、作为进一步的技术方案，所述氨水、氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液的质量分数各自独立地为20%~25%。

17、作为进一步的技术方案，步骤s2中，所述水热反应时，温度为180~200℃，时间为6~8h。

18、作为进一步的技术方案，步骤s2中，所述水热反应时，温度为185~200℃，时间为6~8h。

19、作为进一步的技术方案，步骤s2中，所述水热反应时，ph值为8~9。

20、作为进一步的技术方案，步骤s2中，所述过滤后还包括洗涤和干燥。

21、作为进一步的技术方案，所述洗涤时，洗涤剂为去离子水。

22、作为进一步的技术方案，所述干燥时采用热风干燥或真空干燥。

23、作为进一步的技术方案，步骤s3中，所述煅烧时，温度为500~550℃，时间为2~3h。

24、作为进一步的技术方案，步骤s3中，所述煅烧时，温度为505~550℃，时间为2~3h。

25、本发明的工作原理及有益效果为：

26、1、本发明中，制备方法过程简单、高效、环保，适合大规模工业化生产。预处理中通过化学沉淀法和树脂分离协同使用，去除了钛酸盐溶液中的杂质，明显提高了二氧化钛粉体的纯度。此外，通过水热法和煅烧法两种工艺的结合使用，实现了对二氧化钛粉体的粒径和比表面积的精准控制。

技术特征：

1.一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述树脂为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。

3.根据权利要求2所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂包括弱酸性阳离子交换树脂和螯合型阳离子交换树脂。

4.根据权利要求1所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述加入氢氧化钙溶液后，所述混合物的ph值为4~6.5。

5.根据权利要求1所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述钛酸盐溶液为钛酸亚铁溶液或钛酸钙溶液。

6.根据权利要求1所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述沉淀时，温度为60~80℃，时间为2~3h。

7.根据权利要求1所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述加入碱性溶液后，所述预处理后的钛酸盐溶液的ph值为8~9。

8.根据权利要求1所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述碱性溶液为氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种；

9.根据权利要求1所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述水热反应时，温度为180~200℃，时间为6~8h。

10.根据权利要求1所述的一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述煅烧时，温度为500~550℃，时间为2~3h。

技术总结本发明涉及无机材料制备技术领域，提出了一种高纯度高比表面积二氧化钛的制备方法，S1、预处理：向钛酸盐溶液中加入氢氧化钙溶液，得到混合物，沉淀，经树脂分离，得到预处理后的钛酸盐溶液；S2、水解：向预处理后的钛酸盐溶液中加入碱性溶液，水热反应，得到二氧化钛浆液，二氧化钛浆液经过滤后，得到二氧化钛前驱体；S3、煅烧：二氧化钛前驱体经煅烧后，得到二氧化钛粉体。通过上述技术方案，解决了现有技术中的二氧化钛纯度不高、比表面积较小的问题。技术研发人员：张千,张建平,张川受保护的技术使用者：河北麦森钛白粉有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27