[發明專利]二氧化鈦溶膠、其制備方法以及由其獲得的產物

有效

• 申請號: 201780034962.0
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN109311694B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 拉爾夫·貝克爾;托拜厄斯·蒂德;妮可·加爾巴爾奇克;西蒙·博恩
• 申請（專利權）人: 威納特德國有限公司
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00;C01G23/053
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 高瑜;鄭霞

本發明涉及包含二氧化鈦的溶膠的制備以及從而獲得的二氧化鈦溶膠及其用途，所述包含二氧化鈦的溶膠包含鈦化合物，當TiO₂根據硫酸鹽法通過將包含硫酸氧鈦的溶液水解來制備時，優選地獲得所述包含二氧化鈦的溶膠，和/或所述包含二氧化鈦的溶膠具有微晶銳鈦礦結構并包含鋯化合物。

本發明涉及包含二氧化鈦的溶膠的制備以及從而獲得的二氧化鈦溶膠及其用途，所述包含二氧化鈦的溶膠包含鈦化合物，當TiO₂根據硫酸鹽法(sulphate method)通過將包含硫酸氧鈦的溶液水解來制備時，優選地獲得所述包含二氧化鈦的溶膠，和/或所述包含二氧化鈦的溶膠具有微晶銳鈦礦結構并且包含鋯化合物。

二氧化鈦溶膠被用于許多應用，包括非均相催化。在本上下文中，這樣的溶膠例如被用于制備光催化劑，或者還被用作擠出催化體(extruded catalytic body)的生產或涂覆工藝中的粘合劑。銳鈦礦改性在這兩種應用領域中是特別優選的，因為與金紅石改性相比，銳鈦礦改性通常呈現出較好的光催化活性并提供較大的表面積，這實際上在熱力學上更穩定。

存在若干不同的制備銳鈦礦TiO₂溶膠的方式。典型的生產工藝包括有機TiO₂前體化合物例如醇化物或乙酰丙酮化物等或在工業規模上可獲得的TiO₂前體化合物例如TiOCl₂和TiOSO₄的水解。除了可以在具有或不具有水解核(hydrolysing nuclei)的情況下進行的水解之外，細顆粒銳鈦礦TiO₂還可以用中和反應來制備。

通常，該方法在含水介質中進行，并且使用的酸和堿通常是以工業量通常可獲得的物質(例如HCl、HNO₃、H₂SO₄、有機酸、堿金屬或堿土金屬的氫氧化物或碳酸鹽、氨或有機胺)。在水解期間，并且特別是在中和反應的情況下，鹽或其他可解離化合物(例如H₂SO₄)被添加至溶液，并且在隨后的膠溶之前，這些鹽或其他可解離化合物必須從獲得的懸浮液中被除去。這通過過濾并用脫鹽水洗滌來進行，過濾并用脫鹽水洗滌之前通常是中和步驟(例如在包含H₂SO₄的懸浮液的情況下)。然后，例如通過在低pH值添加單質子酸例如HCl或HNO₃來進行膠溶。描述了用于制備中性或堿性溶膠的基于這種類型的酸性溶膠的許多工藝。典型地，首先將有機酸(例如檸檬酸)添加至酸性溶膠，并且然后用合適的堿(氨、NaOH、KOH或有機胺)，將pH值調節至期望的范圍。

工業規模的銳鈦礦TiO₂溶膠的制造不僅取決于便宜的原材料，而且還取決于簡單、穩定的制造工藝。金屬有機TiO₂來源不被認為是合適的原材料，因為它們的非常高的價格，以及由于在水解期間有機化合物的釋放而引起的與操作有關的困難和因此在職業安全和處置方面的較嚴格的要求。TiOCl₂和TiOSO₄可以被用作起始化合物(starter compound)，并且可以經由兩種工業生產工藝(氯化物工藝(chloride process)和硫酸鹽工藝(sulphate process)，還參見Gunter Buxbaum，Wiley-VCH出版的Industrial InorganicPigments，第3版，2005)獲得，盡管它們是為此目的在特殊工藝中并單獨地由主要產物流來制造。

發明概述

鑒于上文的全部，本發明要解決的問題是提供用于制備含TiO₂溶膠的方法，所述方法可以便宜地并在減少的加工努力下進行。

此問題用提供用于制備這樣的含TiO₂溶膠的根據本發明的方法來解決，所述方法使用在工業規模上可獲得的并且從而也是便宜的起始材料，并且僅包括少量的穩定且因此簡單的工藝步驟。

發明詳述