TW201119947A

Stable nano titania sols and a process for their production

Abstract

The present invention provides a process for producing a concentrated aqueous nano titania sol in the mild pH range (4.0 to 10.0) comprising contacting an acidic nano titania sol with a dispersant and with an alkalizing agent, and subjecting the nano titania sol to membrane filtration until the nano titania sol contains more than 300 g TiO2 nanoparticles/dm3. The nano titania sol may further be subjected to a coating treatment within any of the steps of the above described process. The concentrated aqueous nano titania sol of this disclosure is suitable for use in a variety of applications, including providing UV protection and photochemically degrading or inactivating contaminants.

Term

No projected expiry on record.

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22 claims: 5 independent, 17 dependent

  1. 1
    一種製備濃奈米二氧化鈦溶膠之方法,其包括:(a) 使酸性奈米二氧化鈦溶膠與分散劑及鹼化劑接觸,該分散劑包括水溶性羧酸、水溶性羧酸鹽、水溶性多元羧酸、磷酸鹽或矽酸鹽中之至少一者,其中接觸後該奈米二氧化鈦溶膠之pH在介於約4.0與約10.0間之範圍內;及(b) 使該pH經調節之奈米二氧化鈦溶膠經受膜過濾且繼續該膜過濾直至該奈米二氧化鈦溶膠含有大於300 g TiO 2 奈米顆粒/dm 3 為止。
  2. 2
    如請求項1之方法,其中該奈米二氧化鈦溶膠含有大於500 g TiO 2 奈米顆粒/dm 3 。
  3. 3
    如請求項1或2之方法,其中該膜過濾係交叉流過濾或於振動下之交叉流過濾。
  4. 4
    如請求項1或2之方法,其中所提供之酸性奈米二氧化鈦溶膠係自實質上不含硫酸根離子的二氧化鈦水合物水性懸浮液與強一元酸接觸製得。
  5. 5
    如請求項1或2之方法,其中該水溶性羧酸係α-羥基羧酸或β-羥基羧酸,且該水溶性多元羧酸係二羧酸或三羧酸。
  6. 6
    如請求項1或2之方法,其中該水溶性羧酸係檸檬酸。
  7. 7
    如請求項1或2之方法,其中該奈米二氧化鈦溶膠基本上由粒徑小於150 nm之銳鈦礦TiO 2 奈米顆粒組成。
  8. 8
    如請求項7之方法,其中該等TiO 2 奈米顆粒具有小於100 nm之粒徑。
  9. 9
    如請求項1或2之方法,其中該鹼化劑係水溶性烷醇胺或氫氧化膽鹼。
  10. 10
    如請求項1或2之方法,其中使該pH經調節之奈米二氧化鈦溶膠與洗滌劑在步驟(b)期間接觸足以將該奈米二氧化鈦溶膠之導電率減小至小於10 mS/cm之時間段。
  11. 11
    一種濃水性奈米二氧化鈦溶膠,其係根據請求項1或2之方法製得。
  12. 12
    如請求項1或2之方法,其中在該pH經調節之奈米二氧化鈦溶膠與該洗滌劑接觸以自該奈米二氧化鈦溶膠去除可溶性鹽之後但在濃縮該奈米二氧化鈦溶膠之前,在步驟(b)之前或在步驟(b)期間使該奈米二氧化鈦溶膠經受塗覆處理。
  13. 13
    如請求項12之方法,其中該塗覆處理包括使該奈米二氧化鈦溶膠與鹼性塗覆劑及陽離子交換樹脂以使得該奈米二氧化鈦溶膠之pH在該塗覆處理期間維持於介於約4.0與約10.0間之範圍內的速率接觸。
  14. 14
    如請求項12之方法,其中該塗覆處理包括使該奈米二氧化鈦溶膠與酸性塗覆劑及陰離子交換樹脂以使得該奈米二氧化鈦溶膠之pH在該塗覆處理期間維持於介於約4.0與約10.0間之範圍內的速率接觸。
  15. 15
    如請求項13之方法,其中該鹼性塗覆劑包括矽酸鈉、矽酸鉀、鋁酸鈉或其混合物。
  16. 16
    如請求項14之方法,其中該酸性塗覆劑包括氯化鋁、硫酸鋁或其混合物。
  17. 17
    一種濃水性奈米二氧化鈦溶膠,其係根據請求項12至16中任一項之方法製得。
  18. 18
    一種催化組合物,其包括根據請求項1至10中任一項之方法製得之濃水性奈米二氧化鈦溶膠。
  19. 19
    一種保護基板表面免受UV輻射之方法,其包括視需要在黏合劑介質存在下將根據請求項12至16中任一項之方法製得之濃水性奈米二氧化鈦溶膠施加至該基板表面,以在該基板表面上形成保護塗層。
  20. 20
    一種降解或鈍化接觸表面之污染物或致污物之方法,其包括將含有根據請求項1至10中任一項之方法製得之濃水性奈米二氧化鈦溶膠的催化組合物施加至該表面,且在該等污染物或致污物接觸該表面的同時使用UV/可見光輻照該表面。
  21. 21
    一種塗層或物件,其包括根據請求項1至10及12至16中任一項之方法製得之濃水性奈米二氧化鈦溶膠。
  22. 22
    一種製備濃奈米二氧化鈦溶膠之方法,其包括:(a) 提供酸性奈米二氧化鈦溶膠;(b) 使該酸性奈米二氧化鈦溶膠與分散劑及鹼化劑接觸,該分散劑包括水溶性羧酸、水溶性羧酸鹽、水溶性多元羧酸、磷酸鹽或矽酸鹽中之至少一者,其中接觸後該奈米二氧化鈦溶膠之pH在介於約4.0與約10.0間之範圍內;及(c) 使該pH經調節之奈米二氧化鈦溶膠經受膜過濾且繼續該膜過濾直至該奈米二氧化鈦溶膠含有大於300 g TiO 2 奈米顆粒/dm 3 為止。
Independent claims22