Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

в суспензию ГО, к массе диоксида титана варьировали, мас. %,: 0-2,5 по ZnO и 0-2,5 по Nb 2 O5. Смесь интенсивно перемешивается (число оборотов мешалки 150 об/мин) в течение 0,5 ч, обработанный осадок прокаливали при температуре 850-870 °С. Полученный продукт измельчали. Результаты экспериментов приведены в табл. 1. ( N H 4 ) 2 S O 4, г л -1 Рис. 1. Влияние количества вводимого (NH 4 ) 2 SO 4 на степень осаждения титана (IV) при различной кислотности раствора. Содержание TiO 2 — 80 г-л-1: 1 H2SO4своб. 450 г-л-1; 2 — H 2 SO 4 своб. — 350 г-л -1 Таблица 1 Влияние количества допантов на структуру и удельную поверхность частиц TiO2 № п/п Допанты, % к TiO 2 в ГО Зуд., м2/г Рутил, % по данным РФА Расчетный размер частиц, нм (средний) ZnO Nb2O5 1 0 0 6,7 60 225 2 1,5 1,5 16,0 95 93 3 1 2 14,7 85 1 0 2 4 0,5 2,5 13,8 80 108 5 2 1 8,3 95 180 Получаемый по «жидкофазному» способу диоксид титана имеет достаточно развитую поверхность, и средний размер его частиц колеблется от 90 до 225 нм. При постепенном подъеме температуры равномерно распределенная в ГО оксидная добавка эффективнее участвует в формировании промежуточных фаз и конечной фазы в виде рутила. Содержание рутила повышается до 95 %. Причем влияние оксида цинка на рутилизацию проявляется сильнее, чем оксида ниобия. Однако добавка Nb 2 O 5 необходима, поскольку её присутствие в диоксиде титана служит повышению его термостойкости и, соответственно, термостойкости изделий на основе такого диоксида титана. Принято считать, что сам диоксид титана теплостоек до 600 оС [4]. С повышением температуры его теплостойкость уменьшается, что обусловлено спекаемостью частиц и уменьшением удельной поверхности. Поскольку в исследуемых образцах удельная поверхность частиц увеличивается по мере повышения концентрации в нем пенаоксида ниобия, то можно сказать, что и теплостойкость диоксида титана должна увеличиваться. Таким образом, можно сделать вывод о том, что модифицирование диоксида титана предпочтительно проводить путем обработки суспензии ГО оксидами ZnO и Nb 2 O 5 при их расходе соответственно 1,5 и 1,5 мас. % к TiO 2 . Опытная партия диоксида титана прошла испытания при изготовлении термостойких полимерных клеев. Титановую соль СТА использовали также для получения титансодержащих сорбентов ионообменного типа со структурой каркасных титаносиликатов, например зорита, известного за рубежом под маркой “ETS-4”. В основе технологии— гидротермальный синтез прекурсора, приготовленного по золь-гель методу. При получении прекурсора в раствор СТА концентрации 1 моль-л-1 по TiO2 добавляли при перемешивании раствор силиката натрия с исходной концентрацией 0,5 моль-л-1по SiO2. Далее в смесь последовательно вводили раствор натриевой щелочи и фторид калия и образовавшуюся гелеобразную массу с рН 10,5-11 помещали в лабораторный автоклав. Время перемешивания в автоклаве 2 ч. Продолжительность гидротермального синтеза 24-48 ч при температуре 180-200 °С. Полученный осадок промывали водой и сушили при 70-75 °С. Показано, что расход компонентов оказывает влияние на фазовый состав титаносиликата ЕTS-4. Оптимальные условия для получения монофазного продукта отвечают следующие мольные отношения SiO2/TiO2— 4,5, а Na2O/TiO2— 4,8. Избыточное количество в прекурсоре реакционно-активного кремния по отношению к титану (IV) и щелочная среда рН 10-11 обеспечивают стабильность структуры формирующихся твердых фаз, что гарантирует постоянство поверхностных и сорбционных свойств конечных продуктов. Средний диаметр пор не превышает 8 нм, что классифицирует их как мезопористые материалы [5]. На рисунке 2 представлена микрофотография частиц синтезированного титаносиликата, свидетельствующая о присутствии слоевых фрагментов в структуре его агломерированных частиц. Дифрактограмма (рис. 3) идентифицирует образец как титаносиликат со структурой, подобной минералу зориту, с формулой Na8(Ti2)5(Si6O17)2(OH,O)5-12H2O. 135