肯尼亚天然金红石矿沸腾氯化热力学和动力学

以焦炭作还原剂,利用天然金红石和氯气制备四氯化钛。在1173到1273 K的温度范围内,对肯尼亚天然金红石颗粒在间歇式流化床中的氯化反应热力学和动力学进行研究。体系的热力学分析显示：生成CO的反应在高温下占主导地位;若生成CO反应的比率η越大,且随着体系反应受温度的影响加剧,高温下反应的吉布斯自由能越负;同时,η增大,产物中TiCl4分压对反应的吉布斯自由能的影响趋于减小。应用气-固多相反应理论和流化床两相模型建立反应的数学模型,计算了气泡相和乳相中模型的各种参数,床层高度范围内氯气的平均浓度为0.3 mol/m^3。结果表明：天然金红石氯化反应主要在乳相中进行,反应速率主要由界面反应控制。     

TiO_2可见光催化H_2O_2降解水中的有机污染物

以活性艳红X-3B及苯酚作模型污染物,研究催化剂晶型(锐钛矿和金红石)及H2O2对TiO2可见光催化性能的影响,并研究Fe3+在这一反应体系中的协同效应。结果表明:在H2O2存在条件下,锐钛矿和金红石TiO2均能可见光催化降解活性艳红X-3B,且TOC的去除率达65%,反应并不限于发色基团的破坏,但当TiO2的吸附点位吸附CO32?达到饱和后,则对活性艳红X-3B基本无降解效果;TiO2能可见光催化H2O2降解苯酚,金红石TiO2显示出较锐钛矿TiO2更高的催化活性,反应120 min后,对苯酚的降解率达80%,且反应体系生成的环状中间产物的浓度明显较锐钛矿TiO2的高;以Fe3+协同TiO2可见光催化H2O2降解苯酚时,反应效率显著加快,经20 min反应,对苯酚的降解率可达100%,而金红石TiO2显示更为明显的协同效应。     

H2O2在TiO2可见光催化反应中的作用机理

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,研究了H2O2在TiO2可见光催化反应过程中的作用机理.结果表明,H2O2在TiO2表面活性位吸附后可拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区;通过对反应体系的荧光光谱分析显示,金红石型TiO2在H2O2存在条件下,经可见光激发可持续稳定产生羟基自由基-OH.光催化实验表明,往反应体系中加入H2O2后,3种光催化剂均能可见光催化降解苯酚,且金红石型TiO2显示出最高的催化活性,反应120 min对苯酚的降解率达80%;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2虽只是一中间产物,但对污染物的可见光催化降解起决定性作用.     

沸騰爐氯化金紅石

本文主要研究沸腾爐氯化金红石的反应速度問題。試料为澳大利亚Cudgen R.Z.金紅石;試驗所用气体有氯、氩、CO。試验得出以下結論:1.使用油焦还原剂,温度、油焦粒度、氯气濃度对反应速度有显著影响。沸腾层內各部反应速度与Cl_2濃度成正比。2.使用CO还原剂,1000℃以下,反应速度比使用油焦时小得多,故CO不实用。3.使用炭素还原剂,与氯化反应同时进行的C+CO_22CO反应不能达到平衡,排出气体中的CO_2与CO之比較之C+CO_22CO达到平衡时的CO_2与CO之比还大。4.使用炭素还原剂,在氯化反应同时尚有C+CO_2→2CO反应,但后一反应速度较前者慢。     

用偏钛酸作原料制备纳米TiO2粉末以及颗粒相结构与光催化性能关系的研究

米用常温氨水水解TiOSO4过程中加入自制的表面活性剂制备了超细纳米TiO2粉末,用XRD,TEM和比表面仪对不同煅烧温度下的纳米TiO2粉末结构、粒径大小和比表面等进行了表征,研究了纳米TiO2粉末对甲基橙的光催化降解能力。研究表明煅烧温度在400℃～800℃时得到的纳米TiO2粉末呈锐钛矿结构,粒径约为5．5nm～9．6nm,比表面积高达189．45m^2/g;在850℃煅烧后所得的纳米TiO2粉末为锐钛矿与金红石型混晶结构;在l100℃时得到的纳米TiO2粉末为金红石型纳米TiO2粉末,同时微粒出现团聚且粒径变大。光催化实验表明：纳米TiO2粉末的光催化活性与煅烧温度密切相关,850℃煅烧1．5h所制得的混晶结构纳米TiO2粉末表现出较高的光催化活性。与国产商品纳米锐钛矿型TiO2相比,其降解甲基橙的速率约为国产商品纳米TiO2的1倍。     

高钙镁型钛渣物相重构法制取人造金红石

开展了高钙镁型钛渣通过添加Na2CO3焙烧进行矿相重构制取人造金红石的研究。采用XRD、SEM等技术对焙烧产物微观结构、物相组成和浸出产物物相组成进行表征。结果表明,在Na2CO3与钛渣质量比为3:7、焙烧温度为900℃、焙烧时间为2 h的条件下,所得焙烧产物经酸浸、煅烧后,获得TiO2品位为92.23%、回收率为92%、CaO+MgO含量(质量分数)为0.78%的人造金红石。该制备过程的机理主要在于高钙镁型钛渣添加Na2CO3焙烧可使其中的主要杂质转变为易选择性溶出的铁酸钠、Na-Fe-Ti-O系和Na-Mg-Ti-O系新矿相;通过酸浸,焙烧产物中大部分杂质被选择性溶出,钛组分转变成金红石型和锐钛型TiO2,实现了高品位人造金红石的制取。     

氧化铝真空碳热还原-氯化工艺中二氧化钛的行为分析

在不同温度下氧化铝真空碳热还原和氯化反应的过程中,利用XRD、SEM和EDS检测手段分析TiO2的行为。在制备材料时,Al2O3和C的摩尔比为1：4,并添加10%TiO2和过量的AlCl3。结果表明,TiO2从锐钛矿型转化为金红石型后与C反应生成TiC。在1763-1783K的温度区间,在残渣和冷凝物中没有发现Ti和Al的化合物。生成铝的纯度达到98.35%,且TiO2不参与氧化铝真空碳热还原和氯化过程。     

低品位高钛渣中钛组分制备金红石(英文)

介绍了以70%～75%TiO2的低品位高钛渣为原料制备人造金红石的分离工艺。低品位高钛渣中MgO,FeO,CaO,Al2O3和SiO2进入杂质相,钛组分进入金红石相,金红石相中TiO2品位达到90%～95%,可满足流态化氯化对杂质的要求。1050℃的低温预氧化与1510℃的高温热处理促使渣中分散于各矿物相的钛组分选择性转移并富集于金红石相,金红石相析出与长大,用稀硫酸和稀盐酸实现金红石相的分离。实验结果表明,金红石矿物相平均晶粒度可以达到25μm,通过稀酸选择性浸出改性渣,可以获得95%TiO2品位的人造金红石。     

TiB2粉末的氧化行为研究

采用TG-DSC热分析仪,对TiB2粉末氧化进行了热重分析;采用等温氧化增重法,对TiB2粉末的氧化行为进行了研究,并对氧化产物进行了XRD分析和SEM分析.结果表明,TiB2粉末的氧化行为,在氧化温度低于1000℃时,其氧化增重与氧化时间之间符合抛物线规律,氧化机理为氧通过产物层的向内扩散为主要控制步骤;当氧化反应温度高于1000℃时,在氧化界面上的化学反应速度成为控制步骤.XRD和SEM分析表明,当氧化温度低于1200℃时,氧化产物相为TiO2(金红石)和B2O3(液相)当氧化温度高于1200℃时,由于B2O3液相转变为气相B2O3,氧化产物为TiO2(金红石).     

Ti3SiC2/SiC复合材料高温氧化行为研究

研究了不同SiC含量的Ti3SiC2/SiC复合材料在960℃下的恒温和循环氧化行为,实验表明,SiC含量对复合材料的抗氧化性能有着重要影响。对氧化后的样品进行了成分和显微组织形貌分析,其主要氧化产物为粗大的金红石型TiO2和精细的TiO2、SiO2(鳞石英)混合物。     

高温气相反应合成金红石型纳米TiO2颗粒的研究

在高温气相反应器中,利用掺 ＡｌＣｌ３的 ＴｉＣｌ４氧化反应制备金红石型纳米 ＴｉＯ２颗粒研究了氧气预热温度、反应器尾部氮气流量、反应温度、停留时间等对 ＴｉＯ２颗粒大小的影响结果表明：提高氧气预热温度和加大反应器尾部氮气流量对控制产物粒径有利, ＴｉＯ２粒径随反应温度升高和停留时间延长而增大当反应温度为１３７３Ｋ, ＡＩＣｌ３与ＴｉＣｌ４摩尔比为 ０．２５、停留时间为１．７３ｓ时,纯金红石相纳米ＴｉＯ２颗粒的粒径分布为 ３０－５０ｎｍ．     

TiO_2纳米棒复合材料的制备及生长过程研究

采用乙醇/水混合溶剂热法,制备以粉煤灰空心微球为基底的TiO_2纳米棒复合材料,研究了不同制备条件下纳米棒的形貌特点,分析其生长过程。结果表明:TiO_2纳米棒为金红石相,其形貌和尺寸与乙醇溶剂、钛源浓度、反应时间密切相关,适量的乙醇溶剂,使纳米棒结晶效果变好,四方棒状形貌明显,随着钛源浓度和反应时间的增加,TiO_2纳米棒尺寸增大;TiO_2纳米棒复合材料对罗丹明B具有较好的光催化降解效果。     

Synthesis of potassium hexatitanate whiskers using hydrothermal method

High quality potassium hexatitanate whiskers were hydrothermally synthesized in one step under moderate temperature and pressure condi-tions. Effects of the titanium source and reaction conditions on the hydrothermal reaction rate, product phase component, and morphology of whiskers were investigated. The results show that the reactivity of hydrated titania, anatase TiO2, and rutile TiO2 with KOH decreases in turn, and with hydrated titania as titanium source, it is difficult to obtain potassium hexatitanate whiskers with good morphology. In contrast, uni-form potassium hexatitanate whiskers with a length of 10-20 μm and a diameter of 200-700 nm were obtained using anatase TiO2 as titanium source. The investigation demonstrates that the initial KOH concentration, annealing temperature and time, molar ratio of K2O/TiO2, etc. sig-nificantly affect the morphology of the as-synthesized whiskers. The optimized synthesis condition is as follows: anatase as a titanium source; 10 wt.% KOH solution; annealing temperature and time of 300℃ and 5 h, respectively; K2O/TiO2 molar ratio orS, etc. A rhombic potassium hexatitanate was prepared under the optimum condition and the whisker grew along the [110] direction. The reaction mechanism was dis-cussed.     

球磨纳米TiO2的结构转变

采用X射线衍射研究锐钛矿型纳米TiO2在高能球磨过程中及球磨后的纳米TiO2在退火过程中的结构变化。结果表现在室温常压下高能球磨诱发锐钛矿相转变为金红石相和S相。随着退火温度升高，球磨纳米TiO2粉末的晶粒逐渐长大，锐钛矿相逐渐转变为金红石相，而S相并不直接转变为金红石相而是先转变为锐钛矿相，然后由锐钛矿相转变为金红石相。与未球磨的纳米TiO2相比，高能球磨导致的晶粒细化，显微畸变以及晶格缺陷密度的增加而引起的额外储能使球磨后纳米TiO2的锐钛矿相-金红石相转变温度明显降低。     

Influence of High-Temperature Water Vapor on Titanium Film Surface

This paper describes and analyzes the appearance, phase, and photocurrent of titanium film surfaces after exposure to water vapor at 100–1000 °C. The experimental results show that water vapor at higher than 300 °C can cause measurable oxidation of the titanium surface, and the oxidation product is changed into rutile from anatase in a gradual phase transformation with temperature. In the reaction, the product produced at 500–900 °C is a mixed phase of rutile and anatase. The titanium film surface appearance can change regularly with temperature, and an acicular rutile oxidation product can be produced on the surface at 800 °C. The photocurrent density on titanium surface increases with reaction temperature, and comes to a maximum value at 800 °C. However, with further increase in reaction temperature, the density decreases.     

Al掺杂对Li_4Ti_5O_(12)结构及性能的影响

以金红石型TiO2、Li2CO3和Al2O3为原料,采用高温固相法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12和Li4AlxTi5-xO12(x=0,0.025,0.05,0.1,0.2,0.4)。利用X射线衍射仪、扫描电镜、半电池充放电测试和交流阻抗测试研究材料的物相、结构、形貌以及电化学性能。结果表明:Al掺杂不会改变Li4AlxTi5-xO12的尖晶石结构,但会导致材料颗粒尺寸增大;适当Al掺杂后,材料的循环稳定性和极化性能得到改善,充放电比容量和可逆比容量不同程度降低;Li4Al0.025Ti4.975O12具有最优的电化学性能,0.1C倍率下首次充电比容量达到156.7 mA.h/g。     

Controllable synthesis of nanorod/nanodisk TiO2 from titanium-containing electric furnace molten slag

Nanostructured TiO2 with different morphologies and crystal phases was successfully synthesized from titanium-containing electric furnace molten slag by using a hydrothermal method followed by reflux process in acid solution. The effects of acid concentration, reflux time, and acid type on the formation of TiO2 were systematically investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction(XRD), transmission electron microscopy(TEM),high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM),and X-ray fluorescence(XRF). It is indicated that TiO2 nanorod with rutile phase is achieved in nitric or hydrochloric acid, while anatase TiO2 nanodisk is formed in sulfuric acid.With the increase of the concentration of hydrochloric acid from 0.3 to 1.5 mol L-1, the dispersibility and crystallinity of the final product can be improved. With prolonging the reflux time from 6 to 14 h, the rutile TiO2 nanorod with uniform crystal size and high crystallinity is obtained. The growth mechanism of TiO2 nanorod and nanodisk prepared under different conditions was also discussed.     

初始压力对气相爆轰合成纳米二氧化钛纳米颗粒的影响

介绍了利用氢氧混合气体、四氯化钛组成的多元气相系统,爆轰制备纳米二氧化钛粉体的方法。利用XRD分析证明产物为二氧化钛混晶(金红石相和锐钛矿相),晶粒尺度为纳米级。通过XRD、TEM分析可以得出,粒子形状不规则,粒度为20~100nm。研究发现,随着初始压力的增大,金红石相含量增加,纳米颗粒的平均粒度增大,其原因是反应放热的增加和湍流的加强。最后初步探讨了气相爆轰合成纳米二氧化钛粉末的生成机制。