CN102498067A

Stable nano titania sols and a process for their production

Abstract

The present invention provides a method for producing concentrated aqueous nano-titanium oxide sol in a mild pH range (4.0-10.0). The method includes contacting acidic nano-titanium oxide sol with a dispersing agent and an alkalinizing agent, and combining the nano The titania sol is subjected to membrane filtration until the nano-titania sol contains more than 300 g of TiO3/4 nanoparticles/dm3. The nano titanium oxide sol can also be coated in any step of the above method. The concentrated aqueous nano titanium oxide sol of the present invention is suitable for a variety of applications, including providing UV protection and photochemical degradation or passivation of contaminants.

CN102498067A, drawing sheet 1
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Term

4 yearsto projected expiry

Projected expiry 10 September 2030, counted from filing; an application has no term until it is granted.

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20 claims: 4 independent, 16 dependent

  1. 1
    一种制造浓缩的纳米氧化钛溶胶的方法,所述方法包括: (a) 将酸性纳米氧化钛溶胶与分散剂和碱化剂接触,所述分散剂包含水溶性竣酸、水溶 性竣酸盐、水溶性多元竣酸、磷酸盐或硅酸盐中的至少一种,其中在接触之后所述纳米氧化 钛溶胶的pH为约4. 0〜约10. 0 ;和 (b) 将调节过pH的纳米氧化钛溶胶进行膜过滤,并继续这种膜过滤,直至纳米氧化钛 溶胶含有多于300g Ti0 2 纳米颗粒/dm 3 ο
  2. 2
    根据权利要求1的方法,其中所述纳米氧化钛溶胶含有多于500g Ti。?纳米颗粒/ dm 3 ο
  3. 3
    根据权利要求1或2的方法,其中所述膜过滤为错流过滤或在振动下的错流过滤。
  4. 4
    根据权利要求1或2、或权利要求3的方法,其中提供的酸性纳米氧化钛溶胶由与强 单质子酸接触的氧化钛水合物的基本不含硫酸根离子的含水悬浮液制得。
  5. 5
    根据权利要求1或2、或权利要求3或4的方法,其中所述水溶性竣酸盐为α-疑基 竣酸或Β-疑基竣酸且所述水溶性多元竣酸为二竣酸或三竣酸。
  6. 6
    根据权利要求1或2、或权利要求3〜5中任一项的方法,其中所述水溶性竣酸为柠 檬酸。
  7. 7
    根据权利要求1或2、或权利要求3〜6中任一项的方法,其中所述纳米氧化钛溶胶 基本由具有小于150nm粒径的锐钛矿Ti0 2 纳米颗粒构成。 根据权利要求7的方法,其中所述Ti0 2 纳米颗粒具有小于100nm的粒径。
  8. 8
    9. 根据权利要求1或2、或权利要求3〜8任一项的方法,其中所述碱化剂为水溶性烷 醇胺或氢氧化胆碱。
  9. 9
    10. 根据权利要求1或2、或权利要求3〜9任一项的方法,其中在步骤(b)期间将调 节过pH的纳米氧化钛溶胶与洗涤剂接触并持续足以将所述纳米氧化钛溶胶的电导率降至 小于10mS/cm的时间段。
  10. 10
    11. 一种浓缩的含水纳米氧化钛溶胶,其根据权利要求1或2、或权利要求3〜10中任 一项的方法制得。
  11. 11
    12. 根据权利要求1〜10任一项的方法,其中在步骤(b)之前或在步骤(b)期间在将 调节过pH的纳米氧化钛溶胶与所述洗涤剂接触以从所述纳米氧化钛溶胶中除去可溶性盐 之后但在对所述纳米氧化钛溶胶进行浓缩之前,将所述纳米氧化钛溶胶进行包覆处理。
  12. 12
    13. 根据权利要求12的方法,其中所述包覆处理包括在使得在所述包覆处理期间所述 纳米氧化钛溶胶的pH保持为约4. 0〜约10. 0的速率下将所述纳米氧化钛溶胶与碱性包覆 剂和阳离子交换树脂接触。
  13. 13
    14. 根据权利要求12的方法,其中所述包覆处理包括在使得在所述包覆处理期间所述 纳米氧化钛溶胶的pH保持为约4. 0〜约10. 0的速率下将所述纳米氧化钛溶胶与酸性包覆 剂和阴离子交换树脂接触。
  14. 14
    15. 根据权利要求13的方法,其中所述碱性包覆剂包含硅酸钠、硅酸钾、铝酸钠或它们 的混合物。
  15. 15
    16. 根据权利要求14的方法,其中所述酸性包覆剂包含氯化铝、硫酸铝或它们的混合 物。
  16. 16
    17. 一种浓缩的含水纳米氧化钛溶胶,其根据权利要求12〜16中任一项的方法制得。 1 一种催化组合物,其包含根据权利要求1〜10中任一项的方法制得的浓缩的含水 纳米氧化钛溶胶。
  17. 17
    19. 一种保护基材表面免受UV辐射的方法,所述方法包括将根据权利要求12〜16中 任一项制造的浓缩的含水纳米氧化钛溶胶施加到基材表面上以在所述基材表面上形成防 护涂层,任选地在粘接剂介质存在的条件下进行所述施加。
  18. 18
    20. 一种对与表面接触的致污物或污染物进行降解或钝化的方法,所述方法包括将包 含根据权利要求1〜10中任一项的方法制造的浓缩的含水纳米氧化钛溶胶的催化组合物 施加到所述表面上并在所述致污物或污染物与所述表面接触的同时利用UV/可见光对所 述表面进行辐射。
  19. 19
    21. 一种涂料或制品,其包含根据权利要求1〜10或12〜16中任一项的方法制造的 浓缩的含水纳米氧化钛溶胶。
  20. 20
    22. 一种制造浓缩的纳米氧化钛溶胶的方法,包括: (a) 提供酸性纳米氧化钛溶胶; (b) 将所述酸性纳米氧化钛溶胶与分散剂和碱化剂接触,所述分散剂包含水溶性竣酸、 水溶性竣酸盐、水溶性多元竣酸、磷酸盐或硅酸盐中的至少一种,其中在接触之后所述纳米 氧化钛溶胶的pH为约4. 0〜约10. 0 ;和 (c) 将调节过pH的纳米氧化钛溶胶进行膜过滤并继续这种膜过滤,直至所述纳米氧化 钛溶胶含有多于300g Tit)?纳米颗粒/dm»
Independent claims20