四氯化钛共沉淀法制备有机硅改性金红石型二氧化钛的方法
技术领域
本发明涉及属于金红石型钛白粉的生产领域，尤其涉及四氯化钛共沉淀法制备有机硅改性金红石型二氧化钛的方法。
背景技术
我国钛铁矿资源极为丰富，钛白粉生产所用工艺基本上采取硫酸法，绝大多数厂家%20仅能生产附加值低、市场处于近饱和状态的锐态型产品。而金红石型二氧化钛折射率为2.73，在白色染料中为最高的，其遮盖率高、着色力好、光化学性能稳定，是应用最广泛的白色颜料，用于涂料、塑料、造纸、化学纤维、油墨、搪瓷各领域，市场需求量很大，基本上依靠购买美国、日本的产品来满足国内市场的需要，每年须花费大量外汇。
国内个别厂家虽然也能生产金红石型钛白粉，但比表面积小，在600℃以下转换率低成为制约该产品生产的瓶颈之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是金红石型二氧化钛的比表面积小，金红石型二氧化钛低温下转换率低的至少一个，为此提出了四氯化钛共沉淀法制备有机硅改性金红石型二氧化钛的方法。
本发明的技术方案是：四氯化钛共沉淀法制备有机硅改性金红石型二氧化钛的方法，它包括以下步骤：
（1）四氯化钛水溶液的制备：将分析纯TiCl4配成水溶液，浓度在以TiO2计180-220g/l;
（2）共沉淀：将配置好的四氯化钛水溶液中加入5%有机硅，并加入氨水作为沉淀剂，缓慢搅拌1h;
（3）过滤洗涤：将步骤（2）制备的沉淀物过滤洗涤干净；
（4）煅烧：将洗涤好的产物分别400℃、600℃、800℃煅烧2h。
上述方案中有机硅是四乙氧基硅烷。
本发明的有益效果是制备的催化剂活性强、比表面积大、热稳定性好，金红石型二氧化钛低温下转换率高，因此具有良好的脱硫脱硝效果，同时较硫酸法制备金红石型二氧化钛制备方法简单。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：四氯化钛共沉淀法制备有机硅改性金红石型二氧化钛的方法，它包括以下步骤：
（1）四氯化钛水溶液的制备：将分析纯TiCl4配成水溶液，浓度在以TiO2计180-220g/l;该步骤反应剧烈，有大量HCl气体产生必须在通风厨里进行，蒸馏水加入的速度必须慢;
（2）共沉淀：将配置好的四氯化钛水溶液中加入5%四乙氧基硅烷，并加入氨水作为沉淀剂，缓慢搅拌1h;
（3）过滤洗涤：将步骤（2）制备的沉淀物过滤洗涤干净；
（4）煅烧：将洗涤好的产物分别400℃、600℃、800℃煅烧2h。
对比例2
四氯化钛共沉淀法制备无机硅改性金红石型二氧化钛的方法，包括以下步骤：
（1）四氯化钛水溶液的制备：将分析纯TiCl4配成水溶液，浓度在200g/l左右（以TiO2计）。该步骤反应剧烈，有大量HCl气体产生必须在通风厨里进行，蒸馏水加入的速度必须慢;
（2）共沉淀：将配置好的四氯化钛水溶液中加入5%无机硅，并加入氨水作为沉淀剂，缓慢搅拌1h;
（3）过滤洗涤：将步骤（2）制备的沉淀物过滤洗涤干净；
（4）煅烧：将洗涤好的产物分别400℃、600℃、800℃煅烧2h。
对比例3
硫酸法制备制备有机硅改性金红石型二氧化钛的方法，包括以下步骤：
（1）硫酸法金红石型二氧化钛制备：取500mL二洗偏钛酸加入5%煅烧晶种，搅拌2h;
（2）在上述步骤偏钛酸中加入5%四乙氧基硅烷，继续搅拌2h后氨水调节PH至8.5；
（3）过滤：将步骤（2）制备的偏钛酸过滤；
（4）煅烧：将过滤好的产物分别400℃、600℃、800℃煅烧2h。
对比例4
硫酸法制备制备无机硅改性金红石型二氧化钛的方法，包括以下步骤：
（1）硫酸法金红石型二氧化钛制备：取500mL二洗偏钛酸加入5%煅烧晶种，搅拌2h;
（2）在上述步骤偏钛酸中加入5%无机硅，继续搅拌2h后氨水调节PH至7；
（3）过滤：将步骤（2）制备的偏钛酸过滤；
（4）煅烧：将过滤好的产物分别400℃、600℃、800℃煅烧2h。
将实施例1和对比例2-4制备的催化剂具体性能检测如下表1：
表1
由表1可知，本发明的负载机理是四乙氧基硅烷水解通过氨水共沉淀，形成的二氧化硅凝胶附着在二氧化钛上，通过四氯化钛共沉淀法负载有机硅获得的成品比负载无机硅以及硫酸法的成品比表面积都大，这是因为有机硅键能较大，热稳定性高，不易分解，在温度由400℃升温至800℃时比表面积变化的趋势较缓慢，而无机硅中主要是si-o%20键之间结合力较弱，热稳定性不高。
本发明的金红石型二氧化钛结构稳定，硅具有催化性，在高温煅烧下，比表稳定，说明热稳定性、催化活性好。
表2
由表2可知，本发明的实施例1金红石转换率略高于对比例2，远远高于对比例3-4。硫酸法制备需要控制晶种加量，酸溶碱溶温度，且是通过偏钛酸转化为正钛酸，变量太多，不易于控制。
