專利名稱:一種電子級TiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電子級TiO2的制備技術(shù),所制得的電子級TiO2主要應(yīng)用于電子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前電子級TiO2主要是用TiCl4水解制得,因TiCl4對設(shè)備腐蝕性大,對制造設(shè)備得要求較高,同時(shí)設(shè)備的腐蝕也造成了對產(chǎn)品的污染,造成產(chǎn)品純度下降。同時(shí)TiCl4水解反應(yīng)非常激烈,反應(yīng)不容易控制。制得的產(chǎn)品穩(wěn)定性差,產(chǎn)品的粒徑分布不均勻。TiCl4水解過程中會產(chǎn)生大量的氯離子,這些氯離子會在TiO2晶體顆粒生長過程中夾帶到TiO2的晶格中,造成TiO2純度下降,產(chǎn)品質(zhì)量下降。另外,用TiCl4水解制備TiO2每2.6噸TiCl4才能制備1噸TiO2,TiCl4本身價(jià)格很貴,所以制備出得TiO2成本也很高。本技術(shù)采用偏鈦酸為原料,價(jià)格便宜,原料易得,反應(yīng)溫和,對設(shè)備得要求低,反應(yīng)容易控制。同時(shí)本技術(shù)又采用晶種進(jìn)行水解的方法,制備的產(chǎn)品粒徑分布均勻,容易控制,便于通過改變工藝條件而制備不同粒徑的產(chǎn)品,同時(shí)產(chǎn)品純度高。
發(fā)明內(nèi)容
本專利一種電子級TiO2的制備技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的先制備金紅石型TiO2晶種,再制備純硫酸氧鈦溶液,將金紅石型TiO2晶種加入到純硫酸氧鈦溶液中,晶種和硫酸氧鈦溶液均折合成純TiO2計(jì)算的質(zhì)量比為0.01~0.3∶1,然后將體系加熱到90~120℃,進(jìn)行熱水解反應(yīng)5~10小時(shí),水解產(chǎn)物用去離子水充分洗滌干凈(pH=7~8),產(chǎn)物經(jīng)干燥后,再在600~900℃煅燒5小時(shí),粉碎后即得到電子級TiO2產(chǎn)品。
上述的金紅石型晶種是這樣制備的將漂白水洗干凈的偏鈦酸與固體或液體的NaOH一起加熱至沸騰,使偏鈦酸與NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)變成正鈦酸鈉。這一反應(yīng)中偏鈦酸與NaOH的摩爾比為1∶4~7,沸騰反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間為2~10小時(shí)。然后將正鈦酸鈉加入到40℃以下的冷水中進(jìn)行水解,控制正鈦酸鈉與水的摩爾比為1∶10~200,水解產(chǎn)物為正鈦酸。將正鈦酸用去離子水洗滌干凈(pH=7~8),將正鈦酸再用去離子水打成漿料,控制漿料含固量為30~70g/L TiO2,往漿料中加入鹽酸,鹽酸加入量為HCl/TiO2的質(zhì)量比為0.1~0.7∶1,然后一起加熱至沸騰,沸騰時(shí)間為10~60分鐘,然后急冷至40℃以下,冷卻時(shí)間控制在10~30分鐘,即得到金紅石型晶種。
上述的純硫酸氧鈦的制備方法是將漂白洗滌干凈的偏鈦酸用去離子水打成漿料,漿料含固量為20~30%TiO2(質(zhì)量百分比),往漿料中加入質(zhì)量百分比為90~98%的濃H2SO4,濃H2SO4加入量為H2SO4/TiO2的質(zhì)量比為3~6∶1,然后加熱共煮1~5小時(shí),得到純硫酸氧鈦溶液。
按上述方法制得的TiO2純度TiO2含量≥99.0%,Na2O含量≤30ppm,Al2O3含量≤50ppm,MgO含量≤50ppm,Cl-含量≤100ppm。
按上述方法制得的TiO2的金紅石含量≥99.0%,平均粒徑0.1~0.7μm。
具體實(shí)施例方式
為了更好地說明本發(fā)明,下面舉一些實(shí)施例,實(shí)施例并不限制本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。
實(shí)施例1制備晶種取500g 30%含固量的漂白洗凈的偏鈦酸加30%的液體燒堿1750g,加熱至沸騰,反應(yīng)6小時(shí),然后加入到30℃的3375g的水中使其水解成正鈦酸。將正鈦酸過濾、洗滌至pH=7~8,將正鈦酸用去離子水打成漿料,漿料含固量為50g/L TiO2,往漿料中加入35%鹽酸130g,然后加熱沸騰,沸騰30分鐘后,將反應(yīng)器放入冰水混合物的0℃水浴中,讓其10分鐘冷卻到25℃,得到金紅石型晶種3.10升。
純硫酸氧鈦的制備取5000g 30%含固量的漂白洗凈的偏鈦酸,加去離子水打成20%含固量的漿料,往漿料中加入6000g 98%的濃硫酸,加熱沸騰2小時(shí),得純硫酸氧鈦溶液。
TiO2粉末的制備先將上述金紅石型晶種全部加入到純硫酸氧鈦溶液中,然后加熱至100℃反應(yīng)5小時(shí),水解產(chǎn)物用去離子水洗滌至pH=7~8,105℃干燥5小時(shí),700℃先煅燒1小時(shí),氣流粉碎后的電子級TiO2粉末1580g。
測得TiO2含量為99.5%,Na2O含量為25ppm,Al2O3含量為40ppm,MgO含量為35ppm,Cl-含量為80ppm;金紅石含量為99.3%,平均粒徑為0.5μm。
實(shí)施例2制備晶種取400g 30%含固量的漂白洗凈的偏鈦酸加30%的液體燒堿830g,加熱至沸騰,反應(yīng)3小時(shí),然后加入到25℃的2250g的水中使其水解成正鈦酸。將正鈦酸過濾、洗滌至pH=7~8,將正鈦酸用去離子水打成漿料,漿料含固量為40g/L TiO2,往漿料中加入35%鹽酸200g,然后加熱沸騰,沸騰10分鐘后,將反應(yīng)器放入冰水混合物的0℃水浴中,讓其20分鐘冷卻到25℃,得到金紅石型晶種2.60升。
純硫酸氧鈦的制備取5000g 30%含固量的漂白洗凈的偏鈦酸,加去離子水打成25%含固量的漿料,往漿料中加入6000g 98%的濃硫酸,加熱沸騰3小時(shí),得純硫酸氧鈦溶液。
TiO2粉末的制備先將上述金紅石型晶種全部加入到純硫酸氧鈦溶液中,然后加熱至90℃反應(yīng)8小時(shí),水解產(chǎn)物用去離子水洗滌至pH=7~8,105℃干燥2小時(shí),750℃先煅燒2小時(shí),氣流粉碎后的電子級TiO2粉末1510g。
測得TiO2含量為99.4%,Na2O含量為20ppm,Al2O3含量為35ppm,MgO含量為20ppm,Cl-含量為65ppm;金紅石含量為99.5%,平均粒徑為0.3μm。
實(shí)施例3制備晶種取1000g 20%含固量的漂白洗凈的偏鈦酸加固體燒堿400g,加熱至沸騰,反應(yīng)5小時(shí),然后加入到30℃的4500g的水中使其水解成正鈦酸。將正鈦酸過濾、洗滌至pH=7~8,將正鈦酸用去離子水打成漿料,漿料含固量為50g/L TiO2,往漿料中加入35%鹽酸450g,然后加熱沸騰,沸騰20分鐘后,將反應(yīng)器放入冰水混合物的0℃水浴中,讓其15分鐘冷卻到25℃,得到金紅石型晶種4.20升。
純硫酸氧鈦的制備取3000g 30%含固量的漂白洗凈的偏鈦酸,加去離子水打成25%含固量的漿料,往漿料中加入3700g 98%的濃硫酸,加熱沸騰2.5小時(shí),得純硫酸氧鈦溶液。
TiO2粉末的制備先將上述金紅石型晶種全部加入到純硫酸氧鈦溶液中,然后加熱至110℃反應(yīng)7小時(shí),水解產(chǎn)物用去離子水洗滌至pH=7~8,105℃干燥3小時(shí),800℃先煅燒2.5小時(shí),氣流粉碎后的電子級TiO2粉末1050g。
測得TiO2含量為99.8%,Na2O含量為20ppm,Al2O3含量為30ppm,MgO含量為25ppm,Cl-含量為70ppm;金紅石含量為99.4%,平均粒徑為0.4μm。
實(shí)施例4制備晶種取100g 15%含固量的漂白洗凈的偏鈦酸加固體燒堿50g,加熱至沸騰,反應(yīng)5小時(shí),然后加入到25℃的500g的水中使其水解成正鈦酸。將正鈦酸過濾、洗滌至pH=7~8,將正鈦酸用去離子水打成漿料,漿料含固量為30g/L TiO2,往漿料中加入35%鹽酸30g,然后加熱沸騰,沸騰30分鐘后,將反應(yīng)器放入冰水混合物的0℃水浴中,讓其10分鐘冷卻到25℃,得到金紅石型晶種520ml。
純硫酸氧鈦的制備取5000g 30%含固量的漂白洗凈的偏鈦酸,加去離子水打成20%含固量的漿料,往漿料中加入6000g 98%的濃硫酸,加熱沸騰3小時(shí),得純硫酸氧鈦溶液。
TiO2粉末的制備先將上述金紅石型晶種全部加入到純硫酸氧鈦溶液中,然后加熱至120℃反應(yīng)10小時(shí),水解產(chǎn)物用去離子水洗滌至pH=7~8,105℃干燥2小時(shí),800℃先煅燒2小時(shí),氣流粉碎后的電子級TiO2粉末1460g。
測得TiO2含量為99.4%,Na2O含量為15ppm,Al2O3含量為35ppm,MgO含量為30ppm,Cl-含量為75ppm;金紅石含量為99.5%,平均粒徑為0.4μm。
權(quán)利要求
1.一種電子級TiO2的制備技術(shù)。
2.權(quán)利要求1所述的一種電子級TiO2的制備技術(shù),其特征是先制備金紅石型TiO2晶種,再制備純硫酸氧鈦溶液,然后將金紅石型TiO2晶種加入到純硫酸氧鈦溶液中,晶種和硫酸氧鈦溶液均折合成純TiO2計(jì)算的質(zhì)量比為0.01~0.3∶1,加熱至90~120℃進(jìn)行熱水解5~10小時(shí),水解產(chǎn)物用去離子水洗滌干凈,產(chǎn)物經(jīng)干燥后,再在600~900℃煅燒1~5小時(shí),粉碎后即得到電子級TiO2。
3.權(quán)利要求2中所述的金紅石型晶種其制備方法是將漂白洗凈后的偏鈦酸與固體或液體NaOH加熱至沸騰,使偏鈦酸轉(zhuǎn)化為正鈦酸鈉。偏鈦酸與NaOH的摩爾比為1∶4~7,沸騰時(shí)間為2~10小時(shí)。然后將正鈦酸鈉加入到40℃以下的冷水中進(jìn)行水解,正鈦酸鈉與水的摩爾比為1∶10~200,水解產(chǎn)物為正鈦酸。將正鈦酸用去離子水洗滌干凈,用去離子水打成漿料,漿料含固量為30~70g/L TiO2,往漿料中加入鹽酸,鹽酸加入量為HCl/TiO2質(zhì)量比為0.1~0.7∶1,然后一起加熱到沸騰,沸騰時(shí)間為10~60分鐘,然后急冷至40℃以下,冷卻時(shí)間控制在10~30分鐘,即得到金紅石型晶種。
4.權(quán)利要求2中所述的純硫酸氧鈦的制備方法是將漂白洗凈的偏鈦酸用去離子水打成漿料,漿料固含量為20~30%TiO2(質(zhì)量百分比),往其中加入質(zhì)量百分比為90~98%的濃硫酸,濃硫酸的加入量為H2SO4/TiO2的質(zhì)量比為3~6∶1,然后加熱共煮1~5小時(shí),得到純硫酸氧鈦溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子級TiO
文檔編號C01G23/047GK1843936SQ200610026300
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者王彥華, 徐云龍, 錢秀珍 申請人:華東理工大學(xué)