硫酸氧钛的制备与应用

背景技术

硫酸氧钛作为一种中间产物应用广泛。硫酸氧钛在酸性溶液中溶解性较好，可用于制取钛白；与H2O2能很好络合形成过氧钛酸，从而制取超细钛材料；也可用于制取手术刀上的TiO2薄膜；制取光催化性能良好的TiO2；高效催化糠醛生产的催化剂；脱砷沉淀剂等。但是目前除用钛精矿制备硫酸氧钛外，其他制备方法研究较少。中国高钛渣产量巨大，现有回收利用技术主要有硫酸浸出法、盐酸浸出法、碱熔盐法、热还原法。高钛渣主要用于生产钛白粉或钛合金，用于生产硫酸氧钛这种中间产物的研究较少。本文以金红石型二氧化钛高钛渣为原料，采用硫酸法将高钛渣一步转型成硫酸氧钛，通过单因素实验确定较优的反应条件，为高钛渣的资源化利用提供一种新途径^[1]。

制备方法

用量筒取一定体积浓硫酸(95%~98%)于100mL烧杯中，将烧杯置于电磁炉的石棉网上开始加热，待浓硫酸加热到设定温度，并保温2min后。向烧杯中投入5g高钛渣后盖上表面皿，反应一段时间后，物料结块。将产物块破碎成粉末，取2g加入到盛有50mL稀硫酸(2mol/L)的烧杯中，水浴加热溶解，然后用电感耦合等离子光谱发射(ICP)法测定浸出液中钛元素浓度，此测定的钛浓度为可溶性硫酸氧钛浓度。在温度350℃、时间150min、液固体积质量比(单位:mL/g,下同)3:1的条件下，硫酸氧钛产率可达95%，且晶型良好，为多层片状叠聚物^[1]。

应用

1、硼酸钛在高负荷下具有良好的极压抗磨性、热氧化稳定性、不腐蚀、无臭无毒等优点，被誉为新型高效多功能无毒的硼型节能润滑油添加剂。王珊珊等人采用一种温和的湿化学方法，以硫酸氧钛和硼砂为原料，合成一种新型的非晶态硼酸钛粉体，通过IR和Raman光谱确定了其结构，这种材料可作为润滑油减压抗磨添加剂使用^[2]。

2、随着科学技术的发展，二氧化钛这种无机原料的使用越来越广泛，需求量也越来越大。在这种情况下寻找高效制备二氧化钛的方法是刻不容缓的。而通常情况下使用硫酸氧钛来制备二氧化钛，主要通过沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、机器化学方式等方法进行制备^[3]。

参考文献

[1]熊民,史冠勇,田磊,等. 硫酸法处理高钛渣制取硫酸氧钛[J]. 有色金属科学与工程,2021,12(1):34-38. DOI:10.13264/j.cnki.ysjskx.2021.01.006.

[2]王珊珊,仲剑初,王洪志. 由硼砂和硫酸氧钛合成新型硼酸钛[C]//第七届中国辽宁(营口·大石桥)国际镁质材料(创新成果)博览会暨硼产业发展论坛论文集. 2016:50-57.

[3]贾文婷,王丽莹,付雅君,等. 硫酸氧钛制备二氧化钛的研究进展[J]. 科技资讯,2016,14(3):71-72,74. DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.03.071.