[發(fā)明專利]一種氫氧火焰水解法制備高純度納米二氧化鈦的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710277071.X
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107265500B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳兵生
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北智權(quán)專利技術(shù)應(yīng)用開發(fā)有限公司
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 周偉

一種氫氧火焰水解法制備高純度納米二氧化鈦的裝置，包括爐體、TiCl4輸入管、含氫燃料管，所述爐體外罩設(shè)有水套，所述爐體內(nèi)設(shè)有耐火材料層，爐體底部設(shè)有反應(yīng)物出口，爐體內(nèi)的頂部設(shè)有燃燒噴嘴，燃燒噴嘴與混合膨脹管底部連接，混合膨脹管上部分別設(shè)有氧氣氣體接頭、惰性氣體接頭，混合膨脹管外套設(shè)有高壓外罩，TiCl4輸入管穿過高壓外罩與混合膨脹管中部連接，含氫燃料管與高壓外罩連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二氧化鈦生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種氫氧火焰水解法制備高純度納米二氧化鈦的裝置。

背景技術(shù)

二氧化鈦P25是一種納米級的白色粉末，表面的氫氧基團使其具有親水性，并且該產(chǎn)品沒有任何色素特征。基本顆粒的平均粒徑大約為21nm，顆粒的大小和4g/cm3的密度使其具有50m2/g的特殊表面。二氧化鈦P25屬于混晶型，銳鈦礦和金紅石的重量比大約為71/29，由于兩種結(jié)構(gòu)混雜增大了TiO2晶格內(nèi)的缺陷密度，增大了載流子的濃度，使電子、空穴數(shù)量增加，使其具有更強的捕獲在TiO2表面的溶液組份（水、氧氣、有機物）的能力。納米級二氧化鈦，有優(yōu)異的紫外線吸收、光催化殺菌、分解有機污染物等性能，可用于納米涂料，空氣凈化器、自清潔玻璃、陶瓷等。納米二氧化鈦在抗菌防霉、排氣凈化、脫臭、水處理、防污、耐候抗老化、汽車面漆等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它在環(huán)境、信息、材料、能源、醫(yī)療與衛(wèi)生等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

中國的二氧化鈦工業(yè)起始于20世紀50年代中期，但納米Ti02粉體產(chǎn)品是最近5年上市的高端產(chǎn)品，生產(chǎn)技術(shù)主要被德國的德高薩公司、美國的卡伯特公司，F(xiàn)f本的德山曹達、出光興產(chǎn)、大阪制鈦工業(yè)公司等大型企業(yè)壟斷，國內(nèi)尚缺少此高新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種氫氧火焰水解法制備高純度納米二氧化鈦的裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)量低、浪費大、生產(chǎn)的雜質(zhì)多，不經(jīng)濟、不環(huán)保等技術(shù)問題。

為了解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種氫氧火焰水解法制備高純度納米二氧化鈦的裝置，包括爐體、TiCl4輸入管、含氫燃料管，其特征是所述爐體外罩設(shè)有水套，所述爐體內(nèi)設(shè)有耐火材料層，爐體底部設(shè)有反應(yīng)物出口，爐體內(nèi)的頂部設(shè)有燃燒噴嘴，燃燒噴嘴與混合膨脹管底部連接，混合膨脹管上部分別設(shè)有氧氣氣體接頭、惰性氣體接頭，混合膨脹管外套設(shè)有高壓外罩，TiCl4輸入管穿過高壓外罩與混合膨脹管中部連接，含氫燃料管與高壓外罩連接，所述混合膨脹管與高壓外罩之間設(shè)有中空纖維膜組件。

作為優(yōu)選，所述燃燒噴嘴出口處設(shè)有點火器。

作為優(yōu)選，所述含氫燃料管與氨分解器連接，氨分解器與氨原料罐連接。

作為優(yōu)選，所述反應(yīng)物出口與轉(zhuǎn)運泵連接，轉(zhuǎn)運泵與一級螺旋絮凝器連接，一級螺旋絮凝器與球形反應(yīng)釜連接，球形反應(yīng)釜與二級螺旋絮凝器連接，二級螺旋絮凝器的末端經(jīng)過管道與旋風(fēng)分離器連接，球形反應(yīng)釜頂部與脈沖氣體發(fā)送器連接。

本發(fā)明具有原料易得，生成物純度極高、團聚較少、所得粒徑分布窄、節(jié)約能源、提高純度、增加效率等特點。該裝置工作時，把含氫燃料氣體，含氧燃料氣體及控制火焰燃燒情況的惰性氣體導(dǎo)入燃燒噴嘴混合腔中，混合均勻后在噴嘴前端點火燃燒。同時把原料氣體均勻的混合在燃燒氣體中，與燃燒產(chǎn)物水蒸氣發(fā)生水解反應(yīng)，并凝集成十幾個納米的初級粒子，初級粒子經(jīng)絮凝、陳化、再絮凝長大即可用旋風(fēng)分離器進行收集，得到納米粉體。本發(fā)明工藝可以獲得純度為99.9％、平徑粒徑為25-35納米、平均比表面在50 m2／g、形狀為球狀、晶型為金紅石型或銳鈦型的納米TiO2。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。