Спосіб синтезу наноструктурного титану (іv) оксиду

Реферат: Спосіб синтезу наноструктурного титану (IV) оксиду включає приготування прекурсору титану (IV) оксиду, змішування з водою, нагрівання отриманої суміші, осадження титану (IV) оксиду, висушування одержаного осаду. Прекурсор титану (IV) оксиду отримують перегонкою титану (IV) хлориду в абсолютний бутиловий спирт. Висушування одержаного осаду відбувається при температурі 80 °C впродовж 6 годин. UA 107865 U (54) СПОСІБ СИНТЕЗУ НАНОСТРУКТУРНОГО ТИТАНУ (ІV) ОКСИДУ UA 107865 U UA 107865 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі нанотехнології, а саме до способів синтезу наноструктурного титану (IV) оксиду (ТіО2) для використання його як фотокаталізатора. Фотокаталізатори на основі титану (IV) оксиду знаходять широке застосування для очищення води, повітря і різноманітних поверхонь від органічних сполук, шкідливих для людини. Відомо, що каталітична активність титану (IV) оксиду зростає зі зменшенням розміру його частинок та збільшенням питомої площі поверхні. Останнє досягається отриманням порошку наноструктурного ТіО2. Наноструктурний титан (IV) оксид одержують мокрим способом шляхом гідролізу солей титану (IV). Відомий метод синтезу наноструктурного титану (IV) оксиду, в якому порошок наноструктурного ТіО2 одержують методом контрольованого гідролізу, під час якого прекурсор титану (IV) оксиду реагує з бензилацетатом і бензиловим спиртом [1]. У вихідну суміш, яка складається з прекурсору титану (IV) оксиду, бензилацетату і бензилового спирту, додають воду і проводять гомогенізацію при температурі 40 °C. Для отримання осаду суміш нагрівають до температури 120 °C і витримують протягом 24 годин, далі охолоджують до температури 50 °C. Отриманий осад відділяють від розчину двома способами: осад центрифугують, промивають метанолом і сушать, або концентрують розчин, розводять осад в метанолі, фільтрують отриману суспензію, промивають фільтрат метанолом і сушать. Недоліками цього методу є багатостадійність технологічного процесу одержання порошку наноструктурного титану (IV) оксиду. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є метод гідролізу прекурсору титану (IV) оксиду у суміші ізооктану та олеїнової кислоти, суміші ізооктану та ізопропілату алюмінію і води [2]. Усі розчини змішують і отримують осад титану (IV) оксиду. Суміш сушать при температурі 60 °C протягом 24 годин, прожарюють при температурі 550 °C впродовж 4,5 годин і отримують нанопорошок титану (IV) оксиду. Недоліками цього способу є необхідність використання великої кількості органічних реактивів та енергоємність процесу. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу синтезу наноструктурного титану (IV) оксиду, зниження енергоємності процесу шляхом зменшення кількості стадій синтезу ТіО2 і зниження температури висушування наноструктурного титану (IV) оксиду. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб синтезу наноструктурного титану (IV) оксиду, що включає приготування прекурсору титану (IV) оксиду, змішування з водою, нагрівання отриманої суміші, осадження титану (IV) оксиду, висушування одержаного осаду, згідно з корисною моделлю, прекурсор титану (IV) оксиду отримують перегонкою титану (IV) хлориду в абсолютний бутиловий спирт, а висушування одержаного осаду відбувається при температурі 80 °C впродовж 6 годин. На кресленні показано рентгенограму, одержану рентгенофазовим аналізом. Рентгенограма ілюструє залежність інтенсивності піків (мм) від бреггівського кута 2θ (град). Спосіб здійснюють наступним чином. Для проведення синтезу наноструктурного титану (IV) оксиду бутиловий спирт попередньо абсолютизують. Прекурсор титану (IV) оксиду отримують перегонкою розчину титану (IV) хлориду в абсолютизований бутиловий спирт. Для проведення синтезу наноструктурного титану (IV) оксиду змішують прекурсор титану (IV) оксиду і воду у відношенні 1:10 у перерахунку на чистий титан. Суміш при інтенсивному перемішуванні нагрівають до температури 96 °C і витримують протягом 40 хвилин для осадження титану (IV) оксиду. Потім одержану суміш висушують при температурі 80 °C впродовж 6 годин. Одержаний зразок досліджують рентгенофазовим і рентгеноструктурним аналізами. Результати аналізу свідчать про те, що отриманий в процесі синтезу титану (IV) оксид має тетрагональну модифікацію з середнім розміром кристалітів 3 нм (див. креслення.). Таким чином, одержаний наноструктурний титану (IV) оксид може використовуватись як фотокаталізатор. Джерела інформації: 1. Патент ЕР на винахід № 2454197 В1 "Process for the preparation of titanium dioxide having nanometric dimensions and controlled shape", МПК C25B1/00, C01G 23/047, B82Y30/00, опубл. 23.09.2015. 2. Патент US на винахід № 8003567 B2 "Nanocomposite support materials", МПК B01J23/02, C01D1/02, опубл. 23.08.2011. 60 1 UA 107865 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб синтезу наноструктурного титану (IV) оксиду, що включає приготування прекурсору титану (IV) оксиду, змішування з водою, нагрівання отриманої суміші, осадження титану (IV) оксиду, висушування одержаного осаду, який відрізняється тим, що прекурсор титану (IV) оксиду отримують перегонкою титану (IV) хлориду в абсолютний бутиловий спирт, а висушування одержаного осаду відбувається при температурі 80 °C впродовж 6 годин. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2