[发明专利]纳米尺寸二氧化钛颗粒的合成方法

权利要求书

1.一种合成二氧化钛(TiO₂)颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：

在封闭的反应容器中，在至少为水饱和蒸气压的压力和高于100℃的温度使Ti(OH)₄反应，产生TiO₂颗粒。

2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：在所述反应步骤前，通过向水溶性钛离子或钛络合物离子的溶液中加入碱性物质，将混合物的pH值调节到4或4以上来合成Ti(OH)₄。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水溶性钛离子选自：四氯化钛、三氯化钛、氯氧化钛和硫酸钛。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱性物质选自：NaOH、KOH和NH₄OH。

5.如权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：在合成Ti(OH)₄之后且在所述反应步骤之前，从所述Ti(OH)₄中除去杂质离子。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力通过以下方式提供：反应器内部的水蒸气、来自反应器外部的水蒸气、从反应器外部提供的气体、或它们的组合。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述气体是惰性气体。

8.一种合成二氧化钛(TiO₂)颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：

在封闭的反应容器中，在至少为水饱和蒸气压的压力和高于100℃的温度使Ti(OH)₄反应，产生TiO₂颗粒；

还包括以下步骤：在所述反应步骤前，通过向水溶性钛离子或钛络合物离子的溶液中加入碱性物质，将混合物的pH值调节到4或4以上来合成Ti(OH)₄；

还包括以下步骤：选择至少一种金属盐，所述金属盐选自Ag、Zn、Cu、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ge、Mo、Ru、Rh、Pd、Sn、W、Pt、Au、Sr、Al或Si的水溶性盐；

在加入所述碱性物质之前，向所述水溶性钛离子或钛络合物离子的溶液中加入所述至少一种含有金属离子的水溶性金属盐，并使所述金属离子和所述钛离子共沉淀，形成掺杂金属的Ti(OH)₄，由此通过所述反应步骤所产生的所述TiO₂颗粒是掺杂金属的TiO₂。

9.如权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：在除去杂质离子之后且在所述反应步骤之前，通过超声处理将所述Ti(OH)₄分散在蒸馏水中。

10.如权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：选择至少一种水溶性金属盐，所述水溶性金属盐选自Ag、Zn、Cu、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ge、Mo、Ru、Rh、Pd、Sn、W、Pt、Au、Sr、Al或Si的水溶性盐；在所述反应步骤之前，向所述分散的Ti(OH)₄中加入所述至少一种水溶性金属盐，将金属盐和分散的Ti(OH)₄的混合物陈化至少5分钟，由此通过所述反应步骤所产生的所述TiO₂颗粒是金属涂布的TiO₂。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述陈化步骤在低于100℃的温度进行。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TiO₂颗粒包括初级颗粒的平均粒度小于150纳米的颗粒。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TiO₂颗粒包括球形颗粒。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TiO₂颗粒包括针形颗粒。

15.如权利要求5所述的方法，还包括浓缩和干燥所述Ti(OH)₄的步骤。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述经过浓缩和干燥的Ti(OH)₄根据Ti(OH)₄浓缩的程度以溶液、浆料、饼块或干燥粉末的形式产生。