2016 NO.03
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
工 业 技 术
在日常生活中，二氧化钛因其具有多种优良的特性而被广泛应用。二氧化钛对人体没有伤害，因此可以被应用到许多领域。比如，因二氧化钛具有良好的不透明性、白度最佳和吸收紫外线的能力，所以可以用来屏蔽紫外线，应用于防紫外线纤维，防晒霜和涂料等的制造。二氧化钛常作为白颜料应用于精细陶瓷，造纸 等行业。
[1-2]
实际上，产物应用机能与二氧化钛颗粒的晶型构造是密不可分的。经过试验证明，金红石型TiO 2在热稳定性、耐热性、化学稳定性等方面比锐钦型TiO 2要好，所以在许多日常生活方面经常会用到金红石型二氧化钛[3-5]而不用锐钦型TiO 2。
但是当作为光催化原料时，锐钦型TiO 2光催化活性则明显高于金红石型TiO 2, 所以锐钦
型TiO 2被广泛应用于环境治理、光解水、有机合成等领域。
[6-7]
1 沉淀法
就当前的技术水平来说,TiO 2的制备方式主要包括液相法和 气相法。其中气相氧化法和气相水解法属于气相法；但是液相法却包含胶溶法、化学沉淀法、溶胶一凝胶法、水热法等共约十几种，这些方法并未经过系统的归纳整理，所以有些方法之间存在着许多重叠。通过气相法制备出的TiO 2粉体晶型构造好、粒径分散均匀、纯度高、且重复性好，但制备过程必须经过高温，所以用气相法制作二氧化钛对设备与制造条件的要求更高，这也表明了这种方法需要较高的成本。与气相法相比，液相法制备二氧化钛，需要温度不高、容易工业化生产、成本低。为了将利益最大化，以硫酸氧钛作为原料通过液相法来制备二氧化钛是最好的方法。1.1 均匀沉淀法 均匀沉淀法就是能使某一特定的化学反应使溶液中的构成晶体的离子能分离出来，进而出现均匀沉淀。由此以来，在实验过程中为了避免溶液中沉淀浓度不均匀的现象，需要严格控制构晶离
子的反应速率，若要控制构晶离子产生的速率，应该把过饱和度控制在一定范围内，可以得到粒度致密、匀称、纯度高、便于洗涤
①作者简介：贾文婷(1994,5—)，女，汉，辽宁辽阳人，本科，学生，从事钛铁矿研究。
DOI:10.16661/jki.1672-3791.2016.03.071
硫酸氧钛制备二氧化钛的研究进展①
贾文婷 王丽莹 付雅君 耿子晴
(沈阳师范大学化学化工学院 辽宁沈阳 110034)
摘 要：随着科学技术的发展，二氧化钛这种无机原料的使用越来越广泛，需求量也越来越大。在这种情况下寻高效制备二氧化钛的方法是刻不容缓的。而通常情况下使用硫酸氧钛来制备二氧化钛，主要通过沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、机器化学方式等方法进行制备。该文主要介绍用硫酸氧钛作为原料来制备二氧化钛的方法。关键词：硫酸氧钛 二氧化钛 制备方式 沉淀法中图分类号:U66
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2016)01(c)-0071-03
Progress in the Perparation of Titanium Dioxide by
Titanium Sulfate
Jia Wenting Wang Liying Fu Yajun Geng Ziqing
(School of chemical engineering,Shenyang Normal University,Shenyang Liaoning,110034,China)
Abstract :With the development of science and technology, the use of inorganic materials such as titanium dioxide is more and
more widely, and the demand is also increasing. In such a situation, it is urgent to find a method to efficiently prepare
titanium dioxide. Usually using titanyl sulfate to prepare titanium dioxide, mainly by precipitation method, sol-gel method,hydrothermal method, chemical methods for preparation of machine. This paper mainly introduces the method of using titanyl sulfate as raw materials to prepare titanium dioxide.
Key Words :Titanium dioxide;Titanium dioxide;Preparation method;Precipitation method . All Rights Reserved.
的TiO
2。以尿素为沉淀剂,TiOSO
4
为材料制备TiO
2
的反应原理
为：尿素溶于水生成二氧化碳和氨气；接下来硫酸氧钛和上一过程产生的氨气结合，生成氢氧化氧钛和硫酸铵，生成的氢氧化氧钛在一定条件下能够转变成二氧化钛和水。
该方程式如下:
CO(NH
2)
2
+3H
2
O=2NH
3
·H
2
O+CO
2
↑
TiOSO
4+2NH
3
·
庆祝清华大学建校100周年大会H
2
O=TiO(OH)
2
↑+(NH
华南国防医学杂志4
)
2
SO
肉蒲之极乐宝鉴4
TiO(OH)
2=TiO
2
+H
2
O
前人分别采用不同的原料和均匀沉淀法制备并提纯了二氧化
钛。并且在实验过程中探究出最佳反应温度，原料用量比例，以及表面活性剂的最佳剂量和最佳率。
均匀沉淀法与直接沉淀法原理不同，它从根本上解决了直接沉淀法的缺点，沉淀剂是均匀分散在整个体系当中的并且沉淀速度较为缓慢，产生晶体的速度也比较慢，正是因为这样的条件与过程使得得到的沉淀质量好，效率高，颗粒紧密杂质含量少，便于洗涤和处理。是TiO
2
工业化生产较具发展前景的生产方式工艺流程长，自动化水平比较低是它的缺点，各个工艺的工艺参
电子元件与材料
数一定
要严格控制，否则很难获得分散性好的TiO
2
产物。
1.2 共沉淀法
林元华等人以搅拌为前提将TiOSO
4
溶液缓慢加入适量的
Na
2CO
3
溶液中从而制备出TiO(OH)
2
。再精准地制备出的一定浓
度的ZnSO
4溶液，在将其加入TiO(OH)
2
+Na
2
CO
3
的体系中，再通
过沉淀、过滤、洗涤等方法制得的这一物质将变得特别容易。预焙
烧ZnCO
3/TiO(OH)
2
沉淀包覆体，使其转化为ZnO/H
2
TiO
3
复
宜昌市康庄路小学合粉体，避免了钛的流失在溶锌时，因为TiO(OH)
2
非常容易与稀
H
2SO
4
作用，而H
2
TiO
3
和稀H
2
SO
4
几乎不发生反应。焙烧溶ZnO后
的H
2TiO
3
粉体，生成的微量ZnTiO
3
可促进对TiO
2
粒子由锐钛矿
型向金红石型的转化过程，这样的话就非常容易实现低温处理，从而有效阻碍了扩大TiO
2
粒子，避免出现硬团聚现象，在一定程度上保证了最终制备金红石TiO2粒子的概率。该工艺相关化学反应如下:
TiOSO
4+Na
2
CO
3
+2H
2
O=TiO(OH)
2
↓+Na
2
SO
4
+CO
2
TiO(OH)
2+ZnSO
4
+Na
2
CO
3
=ZnCO
3
/TiO(OH)
2
↓+Na
2
SO
4
ZnO+H
2TiO
3
=ZnTiO
3
+H
2
O
ZnO+TiO
2=ZnTiO
3
H
贝塔斯曼集团
2+TiO
3
=TiO
2
+H
2
O
2 胶溶法
目前来说，用胶溶法制备TiO
2
的关键的工艺步骤有：首先将
TiOSO
4和碱性的溶液反应得到白TiO(OH)
2
沉淀，再将可溶性
的杂质除去。(如Na+,SO4
2
-)通常情况下采用离心洗涤的方法，随后向其中加入一定量胶溶剂，通常为稀酸溶液，控制适宜的温度
使反应生成TiO
2水溶胶，再向上步生成的水溶胶中加入表面活性
剂，用有机溶剂进行萃取得到有机溶胶。先后回流、减压、蒸馏获
得浆状胶体，真空干燥粉碎上步所得胶体，并在500℃～700℃下
煅烧即可得到TiO
2
。该过程的主要化学反应式有:
沉淀反应:TiO
2
++OH-=TiO(OH)+
TiO(OH)+=OH-+TiO(OH)
2
↓
胶溶反应:TiO(OH)
2
+H+=TiO(OH )++H
2
O
热处理:TiO(OH)
2
=TiO
2
+H
2
O
团聚体的形成是因为粉体表面活性较高，会产生的胶体粒子。
胶体粒子一般存在于TiO
2
+在水解过程中，羟基与羟基之间相互
作用，致使胶体粒子聚集在一起，渐渐形成大颗粒，因此在制备过
程中通常会加入表面活性剂十二烷基磺酸钠(dodecy lbenzene
sulfonate DBS)。这种表面活性剂的位阻稳定，可以利用这一优
点，让其将晶粒包裹起来，形成保护层，从而起到保护作用，阻碍
临近晶粒靠近，这样晶粒间的内聚力和团聚体的强度大大减小。
但是，纳米粒子的形状和粗糙度受到DBS的用量的影响。现在，用
TiOSO
4
制取TiO
2
的过程中工艺技术未达到要求是目前面临是最
主要的技术问题，主要是因为过滤洗涤TiOSO4的水解产物比较
困难，对溶液进行洗涤过滤时可采用多孔陶瓷膜分离技术或隔膜
压滤机，中国在这方面已有成熟的工业化经验。
3 结语
金红石型TiO
2
由锐钛矿型TiO
2
完全转化的过程，必须长时间
的在较高的温度下加热，而粒子的团聚或烧结由于高温的缘故,
使产品的分散性减弱，影响产品的使用应用和效能。而我国现在
钛铁矿物资丰富，应充分利用在硫酸法制取TiO
2
工业生产中所获
得的工程化方面的非常珍贵的经验及技术，达到降低成本的目
的，以表面改性处理和提高产品分散性为重心，研制出适合中国
国情的TiO
2
粉体的工艺生产，使中国在这一的生产技术赶超世界
领先水平。
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(下转74页)
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应蔬菜库，此时可观察制冷剂从肉库间的管路倒流出来，进入菜库间。
③压缩机会因吸气压力上升而自动启动。开启截止阀，观察压力调节阀处的压力，此压力就是压缩机的吸入压力。因蔬菜库温度较高，含水的制冷剂容易蒸发，不易结冰。
④可用热水浇洒或者湿热毛巾敷在管路上，加速管路结冻处的融化。观察压力调节阀处的压力表，如果压力降低不在上升，压缩机停机，表示积聚在肉库管路的制冷剂已回收，若管路尚有堵塞，可观察储液器液位镜来判断。如果已经全部回收，则管路已畅通。
⑤若管路通畅，关闭手动膨胀阀，开启截止阀和肉库间的电磁阀，制冷剂顺利进入肉库间，其膨胀阀前后处应变冷或者结霜，且压缩机会自动启停，说明系统已经恢复正常。
3 预防措施
因为冰机系统管路产生阻塞比较麻烦，如果处理不当，对冰库储存的食物产生一定的影响，所以一定要避免发生系统管路堵塞的故障。应本着“预防”大于修理的原则，采取如下几点预防措施。
(1)经常对系统管路进行检查，尤其是阀杆填料、压缩机轴封、管路接头、压力开关阀以及铜管、过滤器挡板、冷凝器安全阀、空气排放阀、蒸发器盘管等。一定不能让制冷剂有泄漏和不凝性气体进入系统。
(2)泄漏。开关操作这些阀之前应先将该锁紧螺帽稍稍松开，不可以直接松开，不可直接转动，以免损
伤阀杆或者填料盖。再把锁紧帽复位至原来位置，至适当紧度就可。
(3)更换干燥剂、清洗过滤器、加注制冷剂、更换或者加注滑油等，甚至压缩机修理结束后，均应该注意水汽进入系统，利用氮气捉漏，也应该将管路里的空气充分排净。而且冰机运转一段时间以后，都应该更换干燥剂，来清除系统水分。
(4)有条件的情况下可以适量使用防冻剂，以降低管路内水汽结冰的可能性。但应为防冻剂知识降低了水分的冰点，并不能清除水分，所以主要还是要利用干燥剂来去除水分。
4 结语
冰机制冷系统是一个牵一发而动全身的内循环系统，往往是一处故障，多处反映，一个部件有问题，就影响整个系统的正常运转。而且故障的判断比较困难，故障的处理结果也需要系统运转一段时间才能反映出来。所以冰机管理操作人员要加强专业知识的学习和积累，做好日常维护保养工作，如果故障已经发生，则应该采取正确方式来解决，以提高设备的可靠性和使用率。
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