納米二氧化鈦氫氧焰燃燒中試制備技術(shù)
納米顆粒材料是最早研究開發(fā)和獲得應(yīng)用的納米材料產(chǎn)品之一,然而一種納米顆粒能否產(chǎn)業(yè)化,關(guān)鍵之一仍在于這一產(chǎn)品是否具有明確且具有一定數(shù)量的市場(chǎng)需求。不同于其它納米顆粒材料產(chǎn)品,氣相法制備的納米二氧化鈦顆粒材料具有明確的市場(chǎng)需求。世界范圍內(nèi)納米二氧化鈦的需求已超過(guò)2萬(wàn)噸,產(chǎn)值達(dá)到5億美元以上。國(guó)內(nèi)目前納米二氧化鈦的市場(chǎng)已有相當(dāng)量的需求,估計(jì)在1000噸/年以上,主要從國(guó)外進(jìn)口,進(jìn)口價(jià)超過(guò)3萬(wàn)美元/噸。隨汽車工業(yè)、化妝品等行業(yè)的發(fā)展,最近10年納米二氧化鈦的需求將保持高的增長(zhǎng)率。納米二氧化鈦產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施,對(duì)于促進(jìn)汽車工業(yè)、化妝品等行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 本項(xiàng)目開發(fā)了多重射流燃燒反應(yīng)器,利用預(yù)混火焰燃燒和擴(kuò)散火焰燃燒制備了粒度和晶型可控的納米二氧化鈦顆粒,該產(chǎn)品在紫外光和可見光區(qū)域都具有很高的光催化活性,在可見光輻照下對(duì)染料RhB的脫色率明顯優(yōu)于商用P25 TiO2。 利用氣相擴(kuò)散火焰燃燒制備了鋅和鐵摻雜的納米二氧化鈦顆粒,發(fā)現(xiàn)Zn主要富集在二氧化鈦納米晶表面,鐵摻雜導(dǎo)致二氧化鈦晶粒尺寸變小,Zn和Fe摻雜顯著提高了納米二氧化鈦的光催化活性。 設(shè)計(jì)開發(fā)了可供工業(yè)化應(yīng)用的多重射流燃燒反應(yīng)器等核心設(shè)備,建成了百噸/年規(guī)模的納米二氧化鈦顆粒的中試裝置,形成了氫氧焰燃燒合成過(guò)程中顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)可控的工業(yè)制備集成技術(shù)。 研究了納米二氧化鈦顆粒在空氣凈化中的應(yīng)用性能,發(fā)現(xiàn)氣相燃燒合成的納米二氧化鈦顆粒具有良好的光催化活性。通過(guò)酯化-縮聚及共混方法制備了納米二氧化鈦復(fù)合滌綸聚酯,顯著提高了滌綸聚脂的紫外線屏蔽功能。
華東理工大學(xué)
2021-02-01