Спосіб низькотемпературного синтезу стрижнеподібних наночастинок титану(iv) оксиду

Реферат: Спосіб низькотемпературного синтезу стрижнеподібних наночастинок титану(ІV) оксиду 3+ включає гідроліз солей на основі Ті , витримування гідролізного розчину в часі, відділення твердої фази від розчину, промивання, сушіння та подрібнення, причому дозволяє отримати нанорозмірні стрижнеподібні частинки титану(ІV) оксиду рутильної фази з високим значенням питомої поверхні безпосередньо після стадії гідролітичного осадження та є енерго- та матеріалозберігаючим. UA 88862 U (12) UA 88862 U UA 88862 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Запропонована корисна модель стосується способів синтезу наночастинок титану(ІV) оксиду, які можуть використовуватись як фотокаталізатори в процесах очищення води і повітря. Зазвичай як фотокаталізатор використовується промисловий фотокаталізатор титану(ІV) 2 оксиду марки Р25. Проте значення питомої поверхні його зразків становить близько 50 м /г. В процесах гетерогенного фотокаталізу важливу роль відіграє питома площа поверхні фотокаталізатора і його здатність до сорбції. У зв'язку з цим, для збільшення сорбційних властивостей фотокаталізатора титану(ІV) оксиду пропонується отримувати зразки фотокаталізатора з високим значенням питомої поверхні. За відомим способом синтезу титану(ІV) оксиду у патенті США US20090061230 [05.09.2007] пропонується синтезувати титану(ІV) оксид із алкілпохідних титану(ІV) або неорганічних сполук де хоча б один атом галогену з'єднаний із атомом титану. Синтез рекомендується проводити при нагріванні реакційної суміші до 150-175 °C та з використанням органічних розчинників, зокрема багатоатомних спиртів. Недоліком цього способу є енергозатратність у зв'язку із наявністю стадії нагрівання. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб, який описано у статті [Melghit, K. Photodegradation of Congo red under sunlight catalysed by nanorod rutile TiO2 / Khaled Melghit, Salma S. Al-Rabaniah // J. of Photochem Photobiol.- 2006. - Vol. 184, Iss. 3. - P. 331-334], де титану(ІV) оксид пропонують одержувати гідролізом ТіСl3, з наступним додаванням розчину гідроксиду амонію, осадженням твердої фази, декантацією розчину та сушінням зразків. Недоліком цього методу є потреба у гідроксиді як додатковому реагенті для проведення процесу осадження. В основу корисної моделі покладено задачу розробки методу низькотемпературного синтезу стрижнеподібних наночастинок титану(ІV) оксиду з високим значенням питомої площі поверхні. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб синтезу наночастинок титану(ІV) оксиду 3+ включає гідроліз солей на основі Ті , витримування гідролізного розчину в часі, відділення твердої фази від розчину, промивання, сушіння та подрібнення. На Фіг. 1 показано ПЕМ-зображення наночастинок титану(ІV) оксиду, на якому видно, що наночастинки мають стрижнеподібну форму. Середній розмір окремих стрижнів становить приблизно 20×100 нм. На Фіг. 2 показано дифрактограму отриманого титану(ІV) оксиду. Згідно зі стандартною картотекою JCPDS піки на дифрактограмі відповідають в основному рутильній формі ТіО2 (картка № 21-1276) і тільки деякі брукитній (картка № 29-1360). 2 Питома площа поверхні синтезованих зразків становить 268 м /г, що значно перевищує існуючі аналоги. 3 Спосіб синтезу здійснюється наступним чином. Для синтезу титану(ІV) оксиду 50 см розчину ТіСl3 в хлоридній кислоті з масовою концентрацією 15 % розбавляли дистильованою водою при постійному перемішуванні до значення рН 0,8. Отриманий розчин витримували в часі протягом 164 год. для проходження гідролізу. В результаті утворювався колоїдний розчин ТіО2. Утворений розчин центрифугували. Отримані зразки висушували при кімнатній температурі і подрібнювали до порошкоподібного стану. Синтез титану(ІV) оксиду проводили із застосуванням як прекурсору розчину титану(III) хлориду в хлоридній кислоті з масовою концентрацією 15 % кваліфікації "ч". Таким чином, запропонований низькотемпературний спосіб синтезу дає змогу отримати наночастинки титану(ІV) оксиду стрижнеподібної форми з високим значенням питомої поверхні та є енерго- та матерілозберігаючим. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Спосіб низькотемпературного синтезу стрижнеподібних наночастинок титану(ІV) оксиду, що 3+ включає гідроліз солей на основі Ті , витримування гідролізного розчину в часі, відділення твердої фази від розчину, промивання, сушіння та подрібнення, який відрізняється тим, що дозволяє отримати нанорозмірні стрижнеподібні частинки титану(ІV) оксиду рутильної фази з високим значенням питомої поверхні безпосередньо після стадії гідролітичного осадження та є енерго- та матеріалозберігаючим. 1 UA 88862 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2