3087-36-3 / 四乙醇鈦的應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

四乙醇鈦?zhàn)鳛橐环N重要的催化劑和有機(jī)合成中間體，在實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)級(jí)的有機(jī)及無(wú)機(jī)合成,橡膠,紡織以及涂料等諸多領(lǐng)域有著廣泛的用途。四乙醇鈦?zhàn)钪匾膽?yīng)用在于通過(guò)氣相沉積,溶膠-凝膠等各種方法及工藝制備納米金屬氧化物材料。隨著四乙醇鈦廣泛的應(yīng)用,對(duì)于四乙醇鈦的生產(chǎn)也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法，主要是以MXn(X為R,H,HR2,OR等)與醇進(jìn)行醇交換反應(yīng)制備四乙醇鈦，該類方法由于產(chǎn)率低、步驟多、后處理繁瑣以及純度低等缺點(diǎn),成為四乙醇鈦大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸.電化學(xué)法具有高效、低耗以及綠色無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已引起了人們廣泛地關(guān)注.利用該方法制得的金屬醇鹽純度高、作業(yè)環(huán)境好、污染少以及后處理簡(jiǎn)單,是制備金屬醇鹽的一種綠色化學(xué)合成方法。

應(yīng)用^[3]

近年來(lái)降解污染物的水處理技術(shù)中,使用四乙醇鈦在光催化下能對(duì)鹵代烴、有機(jī)磷化合物、農(nóng)藥等進(jìn)行明顯的去除。這是因?yàn)樗囊掖尖伌呋钚院?化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。特別是90年代以后,相繼使用光催化、光電催化法來(lái)降解水中的有機(jī)污染物,使之完全礦化,生成CO2和H2O.光催化以及光電催化法在污水處理及水的深度加工領(lǐng)域均有可觀的實(shí)用性和發(fā)展性。但以往的研究多以TiO2顆粒為催化劑。用四乙醇鈦與水在氣相中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成的TiO2沉積在基片表面,并且在光照下處理苯酚溶液。

四乙醇鈦光催化機(jī)理為:四乙醇鈦與水在氣相中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成的TiO2，二氧化鈦?zhàn)鳛橐环NN型半導(dǎo)體催化劑,在水溶液中進(jìn)行光催化氧化反應(yīng),在半導(dǎo)體表面失去電子的主要是水分子;水分子經(jīng)光照發(fā)生一系列變化,最終生成氧化能力很強(qiáng)的羥基自由基,可以有效地氧化分解苯酚。苯酚的完全降解反應(yīng)式為C6H5OH+7O2→6CO2+3H2O。

制備^[2]

鈦電極依次經(jīng)砂紙打磨、丙酮除油和無(wú)水乙醇清洗后,用氫氟酸浸蝕,然后再用無(wú)水乙醇清洗,并用高純氮吹干.電解前需在30V電壓下活化3min,以擊穿表面氧化層.電解反應(yīng)在自制的無(wú)隔膜電解槽中進(jìn)行,槽體與槽蓋采用法蘭連接并密封,在槽上端安置冷凝回流管,同時(shí)在電解過(guò)程中通高純氮以除去剩余空氣,以純鈦為陽(yáng)極,不銹鋼為陰極,經(jīng)嚴(yán)格除水后的無(wú)水乙醇和四乙基溴化銨為電解液,優(yōu)化后的最佳工藝為:電解反應(yīng)溫度為60℃,電極間距0.6cm,電流密度0.004A/cm2,四乙基溴化銨濃度為62.9×10-4g/mL,電解時(shí)間為9h,電解實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,電解過(guò)程中槽壓基本穩(wěn)定在6V左右,產(chǎn)物收率接近91%,電流效率為95%,時(shí)空產(chǎn)率保持在30%左右。

主要參考資料

[1]武正簧, 趙君芙, 武正榜, & 李文漪. (1998). 用四乙醇鈦鍍膜在光催化下處理苯酚溶液. 太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)(4), 354-355.

[2] 牛令輝, 高明霞, 劉永鋒, 潘洪革, NIULing-hui, & GAOMing-xia, et al. (2014). 納米tio2鋰離子電池負(fù)極材料的溶劑熱法制備及其電化學(xué)性能. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào), 32(6), 853-858.

[3] 朱永法, 張利, 姚文清, & 曹立禮. . 用四氯化鈦醇解法制備二氧化鈦納米粉體的方法.