PL175829B1 - Sposób modyfikacji dwutlenku tytanu - Google Patents

Abstract

1. Sposób modyfikacji dwutlenku tytanu, za pomocą impregnacji, znamienny tym, że dwutlenek tytanu poddaje się reakcji parami metalicznego potasu, w atmosferze gazu obojętnego, w temperaturze od temperatury topnienia potasu do temperatury 400°C, po czym nadmiar potasu usuwa się przemywając produkt wodą najlepiej redestylowaną, przy czym stosunek wagowy dwutlenku tytanu do metalicznego potasu wynosi 1:0.5 do 1.05:0.55.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji dwutlenku tytanu, który z kolei w postaci sproszkowanej jako półprzewodnik stosowany jest w procesach redo'x, zwłaszcza w procesach oczyszczania wody i ścieków.

Znany jest z publikacji R. Burcha i A.R. Flambarda, Preparation of titania-supported catalysts by ion exchange impregnation and homogeneous precipitation, ogłoszonej w Preparation of catalysts III, 1983, Elsevier Science Publishers B. V., Amsterdam - Printed in The Netherlands sposób modyfikacji tlenków metali alkalicznych lub innych metali za pomocą impregnacji. Sposób ten polega na modyfikacji nośników tlenkowych wodnymi roztworami odpowiednich soli, po czym otrzymany materiał suszy się i dalej prowadzi wysokotemperaturową kalcynację w temperaturze do 700°C.

Powyższa technika posiada szereg niedogodności, między innymi niedoskonałość impregnacji z roztworów, konieczność stosowania wysokich temperatur, które powodują niekorzystne przemiany fazowe w modyfikowanej matrycy TiO2.

Celem wynalazku jest usunięcie niedogodności wymienionych metod.

Sposób według wynalazku polega na impregnacji dwutlenku tytanu z parami metalicznego potasu w atmosferze gazu obojętnego w temperaturze od temperatury topnienia potasu do temperatury 400°C. Nadmiar potasu usuwa się z produktu przemywając go wodą najlepiej redestylowaną. Stosunek wagowy dwutlenku tytanu do metalicznego potasu wynosi 1:0.5 do 1.05:0.55.

Korzystne jest, gdy temperatura reakcji dwutlenku tytanu z parami metalicznego potasu wynosi 350°C.

Korzystnie, produkt po reakcji przemywa się wodą do pH przesączu około 7.0.

Modyfikacja według wynalazku realizowana jest w dużo niższych temperaturach - około 400°C - niż znana z literatury kalcynacja TiO2.

Otrzymany produkt w postaci potasu inkludowanego między warstwy T1O2 jest aktywnym fotokatalizatorem, zwłaszcza w procesach redox stosowanych do oczyszczania wody i ścieków z zanieczyszczeń organicznych.

Przedmiot wynalazku jest bliżej opisany w poniższym przykładzie.

Przykład I. Do szklanej ampuły wrzucono 20.1 g T1O2 (produkcji Zakładów Chemicznych Police) i 11 g metalicznego potasu. Całość przetrzymywano w atmosferze gazowego azotu. Reakcję par metalicznego potasu z TiO2 prowadzono przez 21 godzin w temperaturze 350°C. Po ochłodzeniu zawartość ampuły płukano w wodzie redestylowanej do pH przesączu około 7.0. Po wysuszeniu otrzymany materiał poddawano badaniom dyfraktograficznym.

175 829

Badania wykazały, że dyfraktogram czystego TiO2 wykazuje tylko jedną fazę - anatazową. W wyniku reakcji metalicznego potasu z TiO2 otrzymuje się mieszaninę faz, składającą się z TiO2, K2Ti4O9 oraz potasu inkludowanego między warstwy TiO2.

Otrzymany fotokatalizator zastosowano do utlenienia fenolu w wodzie. Po 4.5 godzinnej reakcji fenol został całkowicie rozłożony, nie stwierdzono jego obecności.

Przykład II. Do szklanej ampuły wsypano 20 g TiO2 produkcji ZCh Police i 10 g metalicznego potasu. Całość utrzymywano w atmosferze gazowego azotu. Reakcję par metalicznego potasu z TiO2 prowadzono przez 21 godzin w temperaturze 350°C. Otrzymany produkt przemywano wodą redestylowaną do osiągnięcia pH 7.0 w przesączu. Przemyty produkt suszono i poddawano badaniom dyfraktograficznym.

Badania wykazały, że dyfraktogram czystego TiO2 wykazuje tylko jedną fazę - anatazową. W wyniku reakcji metalicznego potasu z TiO2 otrzymuje się mieszaninę faz, składającą się z TiO2, K2Ti4O9 oraz potasu inkludowanego między warstwy TiO2.

Otrzymany fotokatalizator zastosowano do utlenienia fenolu w wodzie. Po 3.5 godzinnej reakcji fenol został całkowicie rozłożony, stwierdzono 7% jego obecności.

175 829

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób modyfikacji dwutlenku tytanu, za pomocą impregnacji, znamienny tym, ze dwutlenek tytanu poddaje się reakcji parami metalicznego potasu, w atmosferze gazu obojętnego, w temperaturze od temperatury topnienia potasu do temperatury 400°C, po czym nadmiar potasu usuwa się przemywając produkt wodą najlepiej redestylowaną, przy czym stosunek wagowy dwutlenku tytanu do metalicznego potasu wynosi 1:0.5 do 1.05:0.55.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dwutlenek tytanu poddaje się reakcji z parami metalicznego potasu w temperaturze 350°C.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkt przemywa się wodą do pH przesączu około 7,0.