工业偏钛酸为原料制备H_(2)TiO_(3)锂离子筛及其吸附性能研究

层状偏钛酸(H_(2)TiO_(3),简称HTO)因具有高的理论吸/脱附容量(127.27 mg/g)、对环境友好和低成本等优点,被认为是最有发展前景的液相提锂用锂离子筛(LIS)。本文采用工业偏钛酸为原料制备了高性能锂离子筛,并对其进行造粒成型,有利于其工业化应用。利用X-ray粉末衍射仪、场发射扫描电子显微镜和火焰光度计对合成材料的晶体结构、颗粒形貌和吸附性能进行了表征,并对锂源、烧结温度、盐酸浓度、吸附pH值等进行了工艺优化。结果表明,用C_(2)H_(3)LiO_(2)·2H_(2)O作为锂源、工业偏钛酸为钛源合成的Li_(2)TiO_(3)(LTO)锂离子筛前驱体结构较为疏松多孔,酸洗之后的HTO锂离子筛平衡吸附容量较高(29.98 mg/g),循环吸附五次后其容量几乎没有衰减。经造粒成条形后其平衡吸附容量(27.56 mg/g)与粉末状锂吸附剂接近,并显示出优异的循环性能,具有较大的工业化应用潜力。

以偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛

介绍了以工业偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛的方法,分析讨论了均匀沉淀法制备中各环节的影响因素,如酸钛比、硫酸浓度、硫酸氧钛TiOSO4溶液质量浓度、尿素用量、煅烧温度等.结果表明:(1)偏钛酸的酸解条件是酸钛比为3,硫酸浓度为8.2 mol/L,反应温度为100℃,溶解时间为1 h;(2)在90℃下加入理论量3倍的尿素可以得到同等条件下粒径最小的纳米TiO2;(3)所得样品为锐钛型纳米TiO2,在850℃下煅烧时开始出现金红石型,当温度达到900℃时出现大量的金红石型,即锐钛型向金红石型转化的起始温度为850℃.

钛基特种催化剂载体的制备研究

以工业偏钛酸(TiO_2含量约380 g/L)为原料,采用均匀沉淀法制备钛基特种催化剂载体,研究了获得最小粒度的纳米TiO_2的工艺条件。结果表明:在硫酸浓度92%、酸钛比3∶1、反应温度110℃、反应时间1 h条件下进行酸解,工业偏钛酸的溶解度最大;在反应温度100℃、TiOSO_4浓度38 g/L、尿素实际用量与理论用量比值为1条件下,水解2 h并熟化30 min,TiOSO_4水解率最大,得到了同等条件下粒径最小的纳米TiO_2;在煅烧温度400℃、煅烧时间3 h条件下,可获得锐钛型纳米Ti O2,且粒径最小;加入BaCO_3解聚剂,可促进偏钛酸中的硫酸根生成Ba SO_4,沉硫的同时解聚二次团聚粒子;活性添加剂WO_3可使催化剂载体具有特有的活化性能,并可提供位阻效应,有效防止煅烧环节颗粒的聚集。

水热晶化制备多孔二氧化钛

以工业偏钛酸为原料,利用水热晶化制备多孔二氧化钛光催化剂,考察了不同水热晶化时间对多孔二氧化钛结构和性能的影响。采用XRD、SEM、FT-IR、N2低温吸附-脱附对样品进行表征,并以亚甲基蓝光催化降解体系评价其光催化活性。随着晶化时间的延长,多孔二氧化钛的光催化活性呈现先增大、后减小的趋势。140℃水热晶化2 h所得多孔二氧化钛的光催化活性最佳,反应1 h后对亚甲基蓝的降解率达81.18%,其比表面积SBET=99.59m2/g,孔体积VP=0.271 cc/g,平均孔径DBJH=3.809 nm,晶粒尺寸17.79 nm。