纳米二氧化钛氢氧焰燃烧中试制备技术

纳米颗粒材料是最早研究开发和获得应用的纳米材料产品之一，然而一种纳米颗粒能否产业化，关键之一仍在于这一产品是否具有明确且具有一定数量的市场需求。不同于其它纳米颗粒材料产品，气相法制备的纳米二氧化钛颗粒材料具有明确的市场需求。世界范围内纳米二氧化钛的需求已超过2万吨，产值达到5亿美元以上。国内目前纳米二氧化钛的市场已有相当量的需求，估计在1000吨/年以上，主要从国外进口，进口价超过3万美元/吨。随汽车工业、化妆品等行业的发展，最近10年纳米二氧化钛的需求将保持高的增长率。纳米二氧化钛产业化的实施，对于促进汽车工业、化妆品等行业的发展具有重要意义。 本项目开发了多重射流燃烧反应器，利用预混火焰燃烧和扩散火焰燃烧制备了粒度和晶型可控的纳米二氧化钛颗粒，该产品在紫外光和可见光区域都具有很高的光催化活性，在可见光辐照下对染料RhB的脱色率明显优于商用P25 TiO2。 利用气相扩散火焰燃烧制备了锌和铁掺杂的纳米二氧化钛颗粒，发现Zn主要富集在二氧化钛纳米晶表面，铁掺杂导致二氧化钛晶粒尺寸变小，Zn和Fe掺杂显著提高了纳米二氧化钛的光催化活性。 设计开发了可供工业化应用的多重射流燃烧反应器等核心设备,建成了百吨/年规模的纳米二氧化钛颗粒的中试装置，形成了氢氧焰燃烧合成过程中颗粒形态结构可控的工业制备集成技术。 研究了纳米二氧化钛颗粒在空气净化中的应用性能，发现气相燃烧合成的纳米二氧化钛颗粒具有良好的光催化活性。通过酯化-缩聚及共混方法制备了纳米二氧化钛复合涤纶聚酯，显著提高了涤纶聚脂的紫外线屏蔽功能。