УДК 544.527.23
СИНТЕЗ ДИОКСИДА ТИТАНА МЕТОДОМ КАРБОНАТНОГО СПЕКАНИЯ ИЛЬМЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА
, ,
Кемеровский государственный университет
*****@***ru
Полупроводниковые фотокатализаторы типа диоксида титана находят все более широкое применение. Причиной подобного интереса являются потенциальные возможности фотокаталитических реакций. С ними связаны надежды на решение ряда глобальных проблем, стоящих перед человечеством, в частности, проблемы получения водородного топлива из воды и проблемы борьбы с загрязнением окружающей среды. В связи с этим поиск малозатратной и эффективной методики получения двуокиси титана из высокотитанового природного сырья является актуальной задачей.
В литературных источниках имеются сведения о способах переработки природных титановых концентратов [1,2]. Традиционные схемы получения TiO2 предполагают вскрытие ильменита концентрированной серной кислотой при температурах порядка 190-210 °С, что приводит к быстрой коррозии лабораторного оборудования, и требует серьезных мер личной защиты.
Нами была отработана методика карбонатного спекания ильменита, которая позволяет добиваться высоких степеней извлечения титана в раствор, без использования кипящей серной кислоты. В ходе эксперимента ильменит спекается с карбонатом натрия в определенном молярном отношении в течение часа. После этого полученный спек измельчается и нагревается до 80 °С с 30 % серной кислотой в течение 2 часов. На рис.1а представлены зависимости степени извлечения титана в раствор от состава содово-ильменитовой смеси. Можно видеть, что максимальное извлечение титана происходит при молярном отношении ильменит : сода – 1:3. Использование меньшего количества Na2CO3 ведет к снижению выхода сульфата титанила.
а) б)
рис. 1а - состав карбонатно-ильменитовой смеси, 1б-фокаталитическая активность диоксида титана (МС - метиленовый синий, КФ - кристаллический фиолетовый, Род.-Ж - родамин-ж, Ал - ализарин, МК - метиленовый синий)
На базе полученных растворов были синтезированы порошки диоксида титана, фотокаталитическая активность которых оценивалась по скорости выцветания органических красителей на твердофазном субстрате (см. рис. 1б). Эксперимент показал, что полученные порошки TiO2 обладают хорошими фотокаталитическими показателями. Так, например, выцветание по метиленовому синему и родамину-ж в результате 6 часовой инсоляции – составило 46 и 58 %, соответственно.
Литература
[1] , , Вакал двуокиси титана пигментной сульфатным способом.- Сумы: АТЗТ «Арсенал-Пресс»- 2002, 203 с.
[2] , , Степина и технология редких и рассеянных элементов.- М: Высшая школа, 1965.- Т.1.-345 С.
Научный руководитель - д. х.н., профессор
