Лако-красочные материалы — производство

Двуокись титана обычно получают прокаливанием метатитано — вой кислоты: [5]

НаТї03 ‘й^кализаннсД ~j- НйО

В последние годы приобретает также значение метод получения двуокиси титана путем сжигания четыреххлористого титана в среде кислорода:

ТЮІ4 + 02 —- >■ Т;Оі}-}-2СІ2

Кристаллическая структура двуокиси титана (анатаз или ру­тил) зависит от состава исходной соли, применяемой для гидро­лиза, от условий выделения метатитановой кислоты и главным образом от температуры прокаливания.

Метатитановые кислоты, получаемые при гидролизе растворов сернокислого титана при прокаливании, кристаллизуются сначала в форме анатаза, а затем при сильном повышении температуры и продолжительности прокаливания переходят в рутил.

По данным рентгеноанализа, образование кристаллической ре­шетки начинается при 480° (этому сопутствует начало выделения SCb), при 650—800° спектр всех продуктов соответствует анатазу, а при 915—950° — рутилу.

Влияние длительности прокаливания видно из того, что при 600° в течение 100 час. получается продукт низкой кристаллизации, а при 900° полный спектр анатаза образуется уже через час. Пере­ход в рутил при 800° требует прокаливания в течение 4 час., при 900—950° — 0,7 часа [29].

При гидролизе водных растворов четыреххлористого титана образуется метатитановая кислота, которая переходит в рутил даже при низких температурах, например при прокаливании в те­чение 10 час. при 490°. Также образуется модификация рутил при гидролизе паров ТіСЦ с парами воды при 450°. [6]

Сернокислый калий, образующийся при прокаливании двойной соли калия и титана, удаляется промывкой.

** При гидролизе в газообразной фазе с быстрым удалением образующейся HCS, можно из ТіСЦ получить ТІСЦ модификаций анатаз. Такие результаты получаются, например, при испарении в камере раствора ТіСЦ (с концентра­цией 300 г 1л) и пропуска через камеру тока воздухaj нагретого до 400—500°.

Интересно отметить, что при длительном кипячении растворов ТІСІ4 непосредственно получается метатитановая кислота со струк­турой рутил без промежуточного образования анатаза.

Продукты гидролиза азотнокислого титана также легко пере­ходят при прокаливании в модификацию рутил.

Таким образом, метатитановая кислота, получаемая в присут­ствии одновалентных анионов (Cl~t NO3"), значительно легче пере­

ходит в модификацию рутил, чем полученная в присутствии двух­валентных анионов (SOl”). Можно предположить, что ионы SOl”, которые остаются в метатитановой кислоте, получаемой при гидро­лизе растворов серно­кислого титана (см, стр. 172), уменьшают подвижность атомов’ в связи с чем обра­зуются агрегаты, кото­рые затем переходят в анатаз.

Следует отметить, что некоторые другие анионы, как например роГ, также способ­ствуют образованию формы анатаз.

Из приведенных данных видно, что при высокой температуре во всех случаях проис­ходит перекристалли­зация анатаза в рутил, причем температура перехода зависит в значительной степени от присутствия тех или иных адсорбиро­ванных примесей.

При получении чистой метатитановой кислоты (свободной от примесей), например окислением чистого металлического титана перекисью водорода в аммиачном растворе, температура перехода анатаза в рутил находится в пределах 610—730°.

Ниже 610° не наблюдается никакого превращения, при 730° оно происходит очень быстро (30].

На рис. 54 показана скорость перехода чистого анатаза в рутил при различных температурах.

Двуокись титана модификации брукит искусственным путем обычно не получается, что объясняется ее неустойчивостью. Обра­зование брукита в природе приписывают действию неизвестных стабилизаторов.

Недавно, однако, была установлена возможность искусствен­ного получения брукита путем гидролиза эфиров титановой ки­
слоты — тетраэтилового и тетрабутилового [Ті (OR) 4, где /? — орга­нический остаток] и нагревания образующейся метатитановой ки­слоты при 500°. Полученная при этом двуокись титана состоит из смеси модификаций анатаз и брукит в примерном отношении 3:1 [22].