四氯化钛的应用

概述^[1][2]

四氯化钛为无色或浅黄色液体，相对密度为1.726。熔点为-25℃，沸点为136.4℃。有刺激性酸味，易水解，在潮湿空气中生成白色烟雾。溶于水同时分解，也溶于醇、浓盐酸，与氯仿、四氯化碳互溶。由二氧化钛、炭粉和饴糖混合制成团块，并经过焦化，在600℃以上通入氯气或用氯化剂 (如四氯化碳等) 进行氯化制得。四氯化钛是制取金属钛和二氧化钛、三氯化钛等钛化合物的原料。它是乙烯聚合催化剂的重要组分，在军事上用做发烟剂，在染料工业上用做媒染剂。其具有腐蚀性，贮运时应注意安全。

应用 ^[2-3]

一、用于制备一种二氧化钛/硅酸盐矿物纳米复合材料

纳米二氧化钛是一种典型的光催化剂，具有催化活性高、化学性质稳定、无毒、使用安全等优点，在废水处理中有着广阔的应用前景。然而在纳米二氧化钛的实际使用过程中 存在着分散性差、回收困难等缺点，从而限制了其工业化的应用。近年来，利用各种载体 制备负载型二氧化钛光催化剂已备受关注，其中硅酸盐矿物作为光催化剂载体具有储量丰富、价格低廉、比表面积大、优异的吸附性能和易回收等优点而得到了广泛应用。

中国专利CN1970149A公开了一种硅藻土微粒负载纳米TiO₂的制备方法，先用稀硫酸酸处理硅藻 土，将制得的精土分散在尿素溶液中，然后加入硫酸氧钛溶液，水浴加热混合液得到复合 物浆液，最后在300～800℃下煅烧，制得硅藻土微粒负载纳米TiO2产品。该方法的不足之处在于：使用稀硫酸处理原土，产生的废液污染环境，如果另作处理成本增加；煅烧后纳米二氧化钛粒子易团聚，从而影响光催化效果且回收利用价值不高。

中国专利 CN101607194A公开了一种锐钛矿型二氧化钛/蒙脱石纳米复合材料的制备方法，该方法使 用钛酸酯做钛源，价格昂贵，制备过程使用了大量的有机溶剂，不利于环保。

CN201210015970.X提供一种二氧化钛/硅酸盐矿物纳米 复合材料及其的制备方法，制备该复合材料的原料来源丰富、价格低廉，该方法制备工艺简单且能有效提高二氧化钛光催化效率。包括如下步骤：

1、首先将硅酸盐矿物加入四氯化钛溶液，利用四氯化钛溶液水解产生的盐酸对硅酸盐矿物进行活化并溶解杂质离子；

2、然后加入一定碱性溶液将溶液中的钛离子转化为二氧化钛水合物沉淀，洗去其他杂质离子，得到二氧化钛水合物/硅酸盐矿物复合体滤饼；

3、再将滤饼加入四氯化钛溶液中，利用四氯化钛溶液水解产生的酸性环境实现二氧化钛水合物的溶解、硅酸盐矿物的二次活化、纳米二氧化钛在硅酸盐矿物上的低温晶化和生长，过滤、洗涤、干燥、粉碎，最后制得二氧化钛/硅酸盐矿物纳米复合材料。

二、用于制备一种凹凸棒石基纳米复合脱硫剂

进入21世纪，人们对于环境保护越发重视。含硫汽油燃烧产生的SOx是污染空气的主要污染物之一，尤其是大气中SO₂可以导致多种呼吸器官疾病，诱发心血管疾病，而且SOx是酸雨形成的主要原因。当前，世界各国对燃油中的硫含量严格控制，因此低硫汽油甚至无 硫汽油的生产是当今炼油产业的热点。

汽油脱硫技术可简单分为加氢脱硫(HDS)和非加氢脱硫。HDS必须在高温、高压的条件下进行，不仅装置投资和操作费用巨大，而且汽油的辛烷值会大量损失。非加氢脱硫技术 包括吸附脱硫、生物脱硫、氧化脱硫及萃取脱硫等。其中吸附脱硫具有操作条件温和，投资与操作费用低，工艺流程简单，同时可选择性吸附有机硫化物使辛烷值损失较小等优点，被 誉为未来最有望生产无硫汽油的脱硫技术。

CN201510101562.X提供一种活性组分尺寸 可控、高选择性、硫容量大、且具备深度脱硫效果的凹凸棒石基纳米复合脱硫剂(凹凸棒石 纳米复合脱硫吸附剂)以及其制备方法。本发明所采用的技术方案为：

首先在凹凸棒石表面负载纳米级的二氧化锰与二氧化钛制得二氧化钛/二氧化锰/凹凸棒石纳米复合载体，再负载纳米氧化镍与纳米银，制得凹凸棒石基纳米复合汽油脱硫剂前躯体，最后在氢气作用下分别将前躯体中的氧化镍和二氧化锰还原成纳米镍和纳米一氧化锰，得到 Ni-Ag/TiO₂/MnO/凹凸棒石，是一种高效的凹凸棒石纳米复合脱硫吸附剂，可对汽油中含硫化物尤其是噻吩类化物产生深度脱除的效果。该吸附剂具备活性组分尺寸可控、选择性高、硫 容量大的特点，具备深度脱硫效果。本发明所提供的凹凸棒石纳米复合脱硫吸附剂，以脱硫剂总质量为基准，包括以下组成：镍和银5.5～28％，二氧化钛1～5.5％，一氧化锰30～60％， 凹凸棒石20～50％，其中镍和银的摩尔比为40～10:1。

制备方法的具体步骤为：

(1)二氧化钛/二氧化锰/凹凸棒石纳米复合载体的制备

先将高锰酸钾溶液与凹凸棒浆体混合均匀得到混合浆体，再向所述混合浆体中加入四氯 化钛和硫酸锰的混合溶液，然后升温到80～150℃保温反应2～5h，加入碱溶液，调节pH＝6～8，过滤，洗涤，干燥得到二氧化钛/二氧化锰/凹凸棒石纳米复合载体；

(2)凹凸棒石纳米复合脱硫吸附剂前躯体的制备

将硝酸镍和硝酸银混合水溶液与步骤(1)中得到的二氧化钛/二氧化锰/凹凸棒石纳米复合载体混合均匀，搅拌3-10h，干燥，350～550℃焙烧1～5h，获得凹凸棒石纳米复合脱硫吸附 剂前躯体，即NiO-Ag/TiO2/MnO2/凹凸棒石纳米复合材料，

硝酸镍和硝酸银混合水溶液中，镍和银摩尔比40～10：1，硝酸镍和硝酸银混合水溶液的 用量满足镍和银在凹凸棒石纳米复合脱硫吸附剂中总共的质量分数为5.5～28％，并且混合水 溶液中的溶剂为去离子水，用量采用等体积浸渍法计算，去离子水的用量为二氧化钛/二氧化 锰/凹凸棒石纳米复合载体的孔容积；

(3)将步骤(2)中所得的凹凸棒石纳米复合脱硫吸附剂前躯体，在压力为0.5～1.0Mpa 的临氢气氛下，350～600℃还原，得到凹凸棒石基纳米复合脱硫剂，即Ni-Ag/TiO₂/MnO/凹凸棒石复合脱硫剂。

主要参考资料

[1] 中国中学教学百科全书·化学卷

[2] CN201210015970.X 一种二氧化钛/硅酸盐矿物纳米复合材料的制备方法

[3] CN201510101562.X 一种凹凸棒石基纳米复合脱硫剂的制备方法