硅铝氧化物二元包覆钛白粉颗粒的有机改性
钛白粉的性质——晶体性质
世上无难事，只要肯攀登
钛白粉的性质——晶体性质
钛白粉，学名二氧化钛，是一种多晶型的化合物，在自然界中有3 种结
晶形态：金红石型、锐钛型和板钛型。
板钛型在自然界中很稀有，属斜方晶系，是不稳定的晶型，在650 摄氏度左右即转化为金红石型，因而没有工业价值。
板钛型可以以烷基钛或钛酸钠与氢氧化钾或氢氧化钠为原料，在加热器内，于200-600℃下，经过数天即可制得板钛型二氧化钛。
金红石型和锐钛型为同一晶型，都属于四方晶系，但具有不同的晶格，因而X 射线图像也不同，锐钛型二氧化钛的衍射角(2B)位于25. 5 度，金红石型二氧化钛的衍射角（2B）位于27. 5 度。
金红石型晶体细长，呈棱形晶体，通常是孪晶，而锐钛型一般为近似规则的八面体。
图1 为二氧化钛的3 种晶型形态示意图。
无论是金红石型还是锐钛型，它们每个钛原子都位于八面体的中心，并且被6 个氧原子环绕，但是锐钛型分子的八面体上只有两个共用边。
这就是说金红石型的单体晶格，是由2 个二氧化钛分子组成；锐钛型是由4 个二氧化钛分子组成。
所以金红石型与锐钛型相比，由于其单位晶格较小而紧密，故具有较大的稳定性和相对密度，因此具有较高的折射率和介电常数以及较低的热传导性。
在自然界中，这些晶体通常都含有少量的杂质，使晶格不完整，有缺陷，在这种情况下有时会对二氧化钛的色光有较大的影响。
金红石型和锐钛型的晶型结构，有多种版本的图解方式。
图2 为金红石型和锐钛型二氧化钛的晶型结构立体模型。
表1 为二氧化钛的结晶特征及物理性能。
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金红石型二氧化钛经处理又可分为4 类，其电镜照片如图3 所示。
二氧化硅包覆二氧化钛
目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (2)1.1 TiO2概况 (3)1.1.1 TiO2简介 (3)1.1.2 TiO2相关研究背景及意义 (4)1.2Sio2 的概述 (4)1.2.1简介 (4)2 溶胶-凝胶法制备TiO2粉体 (5)2.1溶胶-凝胶法制备TiO2粉体机理 (5)2.2实验部分 (5)2.2.1 主要试剂及仪器 (5)2.2.2 实验步骤 (6)2.3 结果与讨论 (7)2.3.1 TiO2/ SiO2粉体制备过程实验操作要点讨论 (7)3 SiO2并流中和法表面改性TiO2 (8)3.1主要试剂及仪器 (8)3.2实验步骤 (8)4 SiO2包覆TiO2粉体的性能研究 (9)4.1粒度分析 (9)4.2红外光谱分析 (10)4.3 XRD分析 (10)4.4TiO2/SiO2粉体光催化降解甲基橙溶液 (11)4.4.1 TiO2/SiO2粉体光催化降解甲基橙溶液机理 (11)4.4.2主要试剂及仪器 (13)4.4.3 实验步骤 (14)4.4.4不同pH环境对将光催化降解的影响 (14)4.4.5反应时间对光催化降解反应的影响 (15)4.4.6不同粉体用量对光催化降解反应的影响 (16)5结论 (17)主要参考资料 (18)致谢 (19)湖南人文科技学院毕业论文(设计)SiO2包覆TiO2粉体的制备与性能研究李恩龙指导老师王书媚（湖南人文科技学院化学与材料科学系湖南娄底417000）摘要：以钛酸丁酯为先驱物,乙醇为溶剂,醋酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备超细TiO2粉体，以SiO2包覆材料用并流中和法对纳米TiO2粒子进行表面改性。
采用红外光谱分析、激光粒度分析、XRD、紫外光谱仪对改性前后粉体的晶型和晶粒大小进行了表征并对改性效果进行评价。
关键词：溶胶-凝胶法改性效果TiO2SiO2湖南人文科技学院毕业论文(设计) Study on Photocatalytic Properties ofTiO2/SiO 2PowdersLi EnlongTeacher Wang Shu-mei(Department of Chemistry and Material Science, Hunan Institute of Humanities,Science and Technology, Loudi, Hunan, 417000)Abstract: with butyl titanate as precursor, ethanol as solvent, acetic acid as chelating agent, was prepared by Sol - gel method of ultrafine titanium dioxide powder in Silicon dioxide coating material and stream and method of nano titanium dioxide particles surface modification. Using infrared spectrum analysis, laser particle size analysis, XRD, ultraviolet spectrometer of the modified powder crystal type and particle size were characterized and evaluated the effect of modified.Keywords : sol-gel modified effect Silicon dioxide Titania1前言纳米二氧化钛(TiO2)(有板钛型、锐钛型和金红石型3种晶体结构)是近年来发展较快的一种附加值很高的功能精细无机材料，因其具有粒径小，比表面积大，磁性强，光催化、吸收性能好，吸收紫外线能力强，表面活性大，热导性好，分散性好，以及良好的耐侯性、耐化学腐蚀性，抗紫外线能力强等特点，被广泛应用于感光材料、光催化剂、化妆品、食品包装材料、陶瓷添加剂、橡胶、塑料、皮革鞣制、高级轿车涂料等领域。
钛白粉生产工艺技术——后处理
世上无难事，只要肯攀登
钛白粉生产工艺技术——后处理
无论从硫酸法锻烧，还是从氯化法氧化之后所产生的钛白粉是十分纯的
产品，但作为颜料填料并不使用这种产品，通常根据不同的市场用途如涂料、塑料和造纸需进行后处理。
其目的是改善其应用性能，如提高钛白粉的耐候性；提高钛白粉在不同介质溶剂、塑料、水溶性乳胶中的分散性；提高钛白粉润湿性；提高遮盖力及光泽。
后处理主要有湿磨、无机包膜、洗涤、干燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序。
为提高钛白粉的耐候性，进行无机包膜的目的是屏蔽紫外光，阻止其钛白粉的光催化活性，因此有必要了解光催化原理。
1. Ti02 的光催化性质无论硫酸法还是氯化法，在二氧化钛晶体形成和生长过程中，均存在晶格缺陷（肖特基缺陷，Schottky Defect,“氧缺陷”）。
由于二氧化钛这些晶格缺陷，使其表面上存在许多光活化点，在紫外光(UV)的作用下，发生如下光催化反应，如图1 所示。
第一步，二氧化钛颗粒吸收紫外光，在其颗粒中发生电荷分离，在导带的负电荷电子e-和在价带的正电荷空穴P+形成激发态。
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正是由于Ti02 具有的这一特殊的光催化特质，使钛白粉作为颜料在塑料、涂料等的应用中加速老化。
所以，除在晶体形成和生长过程中采取措施弥补和减少其晶格缺陷外，必须对其进行后无机物包膜处理，以屏蔽紫外光造成的光催化作用。
此处有必要说明的是，锐态型二氧化钛因结构与金红石二氧化钛结构的差异，其表面的光活化点更多，光催化作用更强；加之，又没有进行包膜处理，无论用在涂料还是塑料上乃为不明智之举（至于遮盖力、资源浪费等，此处不作一一赘述）。
2.湿磨为从硫酸法生产中经转窑煅烧获得的Ti02 或从。
纳米钛白粉的应用及有机包膜处理
纳米钛白粉的应用及有机包膜处理0 前言钛白粉作为一种被普遍使用的高档白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。
而纳米材料是当今新材料研究中最富有活力的，对未来社会经济发展有着十分重要影响的研究领域。
纳米钛白粉作为其中重要的一员，近年来一直是国内外竞相研究开发的热门课题，其制法日趋完善，应用领域也日益扩大。
纳米钛白自20世纪80年代问世以来，因其颗粒细小、比表面积大而具有常规材料所不具备的特殊效应，如量子效应、隧道效应、独特的颜色效应，以及光催化作用及紫外屏蔽等功能，在功能性涂料、汽车、化妆品、卫生保健、废水处理、环保等方面显示出广阔的应用前景，应用研究极其活跃。
国内目前有江苏河海纳米和攀钢研究院等几家较大的纳米钛白粉生产企业，纳米钛白粉的生产技术走在了前沿。
1 纳米钛白粉的特殊性由于纳米钛白粉的特殊的晶体结构，决定了其特殊的性质，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围(1～100 nm)或由他们作为基本单元构成的材料。
(1)表面与界面效应这是指纳米晶体粒子表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的巨大变化。
例如粒子直径为10 nm时，微粒包含4 000个原子，表面原子占40％；粒子直径为1 nm时，微粒包含有30个原子，表面原子占99%。
主要原因就在于直径减少，表面原子数量增多。
再例如，粒子直径为10 nm和5 nm时，比表面积分别为90 m2／g和180 m2／g。
如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象，如金属纳米粒子在空中会燃烧，无机纳米粒子会吸附气体等等。
(2)小尺寸效应当纳米微粒尺寸与光波波长，传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁，热力学等性能呈现出“新奇”的现象。
例如，铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电；绝缘的二氧化硅颗粒在20 nm时却开始导电。
了解钛白粉无机包覆改性方法及工艺
了解钛白粉无机包覆改性方法及工艺无机包覆改性是钛白粉生产过程中非常紧要的后处理工序之一，在钛白粉表面包覆Si、Al、Zr、Ce、Ti及Zn等水合氧化物，使其表面与介质间形成一道屏障，可降低光催化活性，加强钛白粉耐候性、分散性、抗粉化性等应用特性。
1、钛白粉无机包覆改性方法依据包覆气氛差异，钛白粉无机包覆可分为干法和湿法，其中湿法又包括煮沸法、中和法、碳化法。
（1）干法干法包覆是通过气流载带作用，采纳喷雾法使一种金属卤化物吸附于钛白粉颗粒表面，在过热蒸汽等含水条件下水解，或在氧化条件下焙烧氧化。
该工艺流程短，设备成本低，易于连续自动化操作。
但其颗粒生长速度快，过程掌控难，产品稳定性差，限制了其应用。
（2）煮沸法在强加热条件下，包覆剂水解，沉积于钛白粉颗粒表面，形成包覆层。
该工艺过程掌控难，水解不完全，适应性差。
（3）中和法采纳酸碱中和，在二氧化钛颗粒表面持续反应成膜。
包括加碱中和沉淀酸性包覆、加酸中和沉淀碱性包覆、酸性及碱性包覆剂共沉淀。
（4）碳化法将CO2气体通入含有包覆剂的碱性钛白粉悬浮液中，使包覆剂在二氧化钛颗粒表面缓慢沉淀成膜。
该工艺应用于Si—Al复合包覆，成膜更均匀，产品光稳定性强。
2、钛白粉无机包覆改性工艺依据包覆层成分差异，钛白粉无机包覆可分为单元无机包覆和多元无机包覆。
（1）Al2O3包覆将钛白粉制浆分散，以NaAlO2或Al2（SO4）3为包膜剂，Al2O3包覆量为钛白粉质量的1%—5%，采纳并流法，掌控反应pH及温度，包膜时间为1—5h，熟化2h，得到钛白粉包覆产品。
（2）SiO2包覆以Na2SiO3为包覆剂，采纳并流法，维持pH为8—l0，包覆温度为80—100oC，熟化1—3h。
（3）ZrO2包覆以Zr（SO4）2或ZrOCl2为包膜剂，维持pH为9—10，包覆温度为50—70℃，包膜时间为1—5h，熟化1—3h。
（4）SiO2—Al2O3包覆曹洪清等采纳一次共沉淀包覆，以硅酸钠为硅源，以氯化铝及偏铝酸钠为酸、碱性沉淀剂，得到了高分散、高耐候钛白粉产品。
钛白粉生产工艺介绍
钛白粉生产工艺介绍一、钛白粉生产工艺概述二氧化钛是一种重要的无机化工原料，无毒、对健康无害，是最重要的白色颜料，占全部白色颜料使用量的80%。
从全世界范围来说，所开采的钛矿90％以上用于T i O2颜料的生产。
1998年，世界总的T i O2颜料消费量为355万吨，按2000美元/吨的单价计其总价值为70亿美元，是仅次于合成氨和磷酸的第三大无机化工产品。
许多发达国家都将其列为关键化学品行列，在某些国家和地区，其生产量与国民生产总值成正比，它已成为衡量一个国家经济发展和人民生活水平高低的重要标志之一。
1789年，英国业余矿物学家格雷戈尔神甫在其教区哥纳瓦尔州的默纳金山谷里的黑色磁性砂石（钛铁矿）中发现一种新的元素（钛），当时命名为“默纳金尼特”1795年，德国化学家克拉普罗特在对岩石矿物作系统分析检验时发现一种新的金属氧化物，即是现在的金红石（T i O2）亦含有此新元素，他把此新元素以希腊神话中天地之子T i t a n s(泰坦神）命名为钛（T i t a n i u m）。
“钛”亦即是格雷戈尔所称的“默纳金尼特”。
我国钛矿资源的地质勘查，主要是新中国成立后的50年代至60年代进行的，并相继投入开发；我国钛矿资源的深加工利用（生产钛白、焊条涂料、海绵钛、钛金属、钛材等），则是从1954年由北京有色金属研究院研制海绵钛开始，1958年沈阳有色金属加工厂建成海绵钛及钛材加工车间投产，60年代末开始形成钛工业体系（生产海绵钛、钛加工材等多种产品），至1997年，我国钛工业已形成矿山-冶炼-加工和科研-设计-生产-应用两个相互关联、比较完整的体系。
自1791年发现钛元素到1918年采用硫酸法商业生产钛白粉以来，至今已有80多年的生产和商业使用历史。
钛白粉生产工艺主要有硫酸法和氯化法。
硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶。
硫酸法以间歇法操作为液，经水解得到偏钛酸沉淀；再进入转窑煅烧产出T i O2主，生产装置弹性大，利于开停车及负荷调整。
硅烷偶联剂水解及对钛白粉的改性研究
Ｈ ｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｍ ｏｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ
Ｔｈｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｐＨ ．ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｏ Ａ一１５１．ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｉｌａｎｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｂｙ ｕｔｉｌｉｚ— ｉｎｇ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆＡ 一１５１，ｓｕｒｆａｃｅ ｍ ｏｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｏａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ａｎｄ ａ· ｌｕｍｉｎｕｍ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍｏｄｉｆ ｉｅｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｚｅｄ ｂｙ ｓｕｒ ｆａｃｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎ— ｇｌｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ＦＴ—ＩＲ ，ａｎｄ ＳＥＭ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｅｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｍｏｄｉｆ ｉｅｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｗａｓ １０８．２。，ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｏｗｄｅｒｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ｏｆ ａ ｐｅａｋ ａｔ ３ ０７８ ｃｍ一 ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｏｌｅｆ ｉｎ Ｃ— Ｈ ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ．ａｎｄ ｔｈｅ ＳＥＭ ｐｈｏｔｏｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ；ｓｆｉａｎｅ ｃｏｕｐｈｎｇ ａｇｅｎｔ；ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ；ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ
硅铝包覆钛白粉水悬浮液pH值调控规律
硅铝包覆钛白粉水悬浮液pH值调控规律李蓓;王亭杰;郭奋;吴海霞【摘要】研究了钛白粉经过氧化硅、氧化铝包膜后的水悬浮液pH值和颗粒表面电位特性的变化.实验获得连续、均匀、致密的无机氧化物膜状包覆,膜层厚度随包覆量增加而增加.根据国家标准GB/T 1706-2006中的测定方法,将包膜后钛白粉制成质量分数为10%的悬浮液,检测悬浮液pH值随包覆量的变化.结果表明:钛白粉经氧化硅和氧化铝表面包膜处理后,水悬浮液pH值偏离中性;包氧化硅后钛白粉悬浮液呈碱性,随包覆量增加,pH值增高直至pH 9.7;包氧化铝后钛白粉悬浮液呈酸性,随包覆量增加,pH值降低直至pH 4.4.颗粒表面包覆量对颗粒表面的ζ电位的影响与pH值相似.通过对包硅产品进行微量包铝、或对包铝产品进行微量包硅能够有效调控最终包覆产品水悬浮液的pH值.【期刊名称】《北京化工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(037)006【总页数】5页(P41-45)【关键词】钛白粉;包膜;pH值;表面电位【作者】李蓓;王亭杰;郭奋;吴海霞【作者单位】北京化工大学,化学工程学院,北京,100029;清华大学,化学工程系,北京,100084;北京化工大学,化学工程学院,北京,100029;清华大学,化学工程系,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】TQ620.6钛白粉(TiO2)是最佳的白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、造纸和油墨等领域。
但由于二氧化钛自身的光催化活性,当其表面暴露在波长小于或等于 387.5 nm 的光波中,与吸附在表面的 H2O、O2发生作用,生成高化学活性基团,能迅速氧化有机物,导致塑料和涂料中的有机相氧化降解,从而发生脆裂和粉化[1-2]。
而且颜料粒子通过表面静电作用力、范德华力、液桥等作用易发生团聚,影响其在介质中的分散性。
因此,必须对钛白粉进行表面处理,一般是在钛白粉颗粒表面包覆一层或多层无机氧化物膜,如用亲水的 Si、Al、Zn、Zr等金属氧化物。
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Ｖ０１．２２２００１年１月高等学校化学学报ＣＨＥＭＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＥＳＥＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳＮＯ．１硅铝氧化物二元包覆钛白粉颗粒的有机改性林玉兰王亭杰覃操杨俊金涌（清华大学化学工程系．北京１０００８４）摘要在二元包覆ＳｉＯ：，ＡＩｚＯ。
薄膜的基础上，用钛酸醋偶联剂、硅烷偶联剂及三乙醇胺、季戊四醇对亚微米ＴｉＯ。
颗粒表面进行有机改性．考察了改性条件对颗粒表面改性结果的影响．通过疏水性试验和润湿性试验对改性前后ＴｉＯｚ颗粒的表面特性进行了表征．高温裂解色谱、热重分析、ｘ光电子能谱的测试结果表明，不同改性剂与颗粒表面存在不同程度的化学键合作用．分析了改性剂在颗粒表面的包覆状态与结构．关键词表面改性；分散；二氧化钛；超细粉；疏水中圈分类号０６１２．４文献标识码Ａ文章编号０２５１—０７９０（２００１）０１—０１０４—０４由于钛白粉具有独特的物理化学性质和优良的颜料性能，已广泛用于涂料、塑料、化纤、橡胶和油墨等行业．高档颜料的钛白粉必须经过表面处理，以抑制其光催化活性，并提高其在介质中的分散性．以硅、铝等氧化物进行无机改性可提高ＴｉＯ。
的耐候性“。
］，而以钛酸酯偶联剂ｏ］、硅烷偶联剂“］、有机胺及其盐…、ＤＷＡＥ“、聚合物‘“、表面活性剂啪等进行有机改性则可有效地改进ＴｉＯ。
在介质中的润湿性和分散性．金红石型钛白粉经硅、铝氧化物包覆后，纳米级ＳｉＯ。
，Ａ１。
０。
包覆层与ＴｉＯ。
颗粒表面键合牢固。
耐侯性好［９］，但因其表面亲水，在非水体系中的分散性较差，影响了其在高档油漆、填料等行业中的应用性能．本文在ｓ｜０２，Ａｌ。
０。
二元薄膜包覆的基础上，用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂及三乙醇胺、季戊四醇对平均粒径０．３，ｕｒｎ的金红石型Ｔｉ０。
颗粒进行表面改性，研究了颗粒表面由亲水向疏水转变的改性条件，通过疏水性试验及润湿性试验对改性前后ＴｉＯ。
的表面性质进行了表征．采用高温裂解色谱、热重分析、ｘ光电子能谱分析了改性颗粒表面的包覆状态与结构．１实验部分１．１试剂钛酸酯偶联剂ＮＤＺｌ０１Ｉ－ＣＡ６，（ＣＨ。
）：ｃＨＯＴｉ（ＯＣＯＯＲ）２０Ｐ（Ｏ）（ＯＲ７）ａ异丙基三一（焦磷酸酯二辛酯）钛酸酯［ＣＡ７，（ＣＨ。
）２ＣＨＯＴｉ（ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）ＯＰ（Ｏ）（ＯＣ。
Ｈ。
，）。
）。
］及硅烷偶联剂双一（ｙ一三乙氧基硅基丙基）一四硫化物［ＣＡｌ，（ｃ。
Ｈ。
ｏ）。
ｓｉＣ，Ｈ。
Ｓ。
Ｃ。
Ｈ。
Ｓｉ（ＯＣ。
Ｈ。
）３］、３一环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷［ＣＡ８，ＣＨ３０ＣＨＣＨｚＯＣ。
ＨｅＳｉ（ＯＣＨａ）ａ］、批甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷［ＫＨ５７０，ＣＨ。
Ｃ（ＣＨ：）Ｃ（０）ＯＣａＨ。
Ｓｉ（ＯＣＨ。
）。
］（南京曙光化工一厂）均为工业级产品；三乙醇胺（北京益利精细化学品有限公司）为化学纯试剂｝季戊四醇（北京通县育才精细化工厂）、丙酮（北京化工厂）、异丙醇（北京益利精细化学品有限公司）均为分析纯试剂；金红石型ＴｉＯ。
（镇江钛白粉厂）为工业级产品．１．２样品制备与分析自制ＳｉＯ。
，ＡＩ。
Ｏ。
二元包覆ＴｉＯ：［９］．以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂改性时，将其分别溶于异丙醇、丙酮溶剂中，在一定温度下加入二元包覆后的ＴｉＯ。
颗粒，质量分数为２０％～５０“，搅拌一定时间后过滤、干燥；而以三乙醇胺、季戊四醇改性时，则将其溶解在水中，二元包覆后的ＴｉＯ。
粉末制成质量分数为２０％～５０％的浆液，在一定温度下，将改性剂溶液加入ＴｉＯ。
浆液中，搅拌恒定时间后过滤、干燥，以能溶解表面改性剂的相应溶剂索式抽提样品８～９ｈ，于１２０℃干燥后用于分析检测．针对不同收穑日期：１９９９—１２－２４．基金项目：国家自然科学基金（批准号：２９９０６００４）、高等学校博士学科点专项科研基金（批准号．９９０００３３１）资助．联系人简介：王亭，Ｗ／Ｓ（１９６４年出生），男ｔ博士，副教授，从事擞细曩粒制备与改性研究Ｅ－ｍｉｌｔｗａｎｇｔｉ＠ｍａｌｌ．ｔａｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ林玉兰等：硅铝氧化物二元包覆钛白将颗粒的有机改性１０５的改性剂，样品标号分别记作ＴｉＣ）２一ＣＡｌ，Ｔｉ０２一ＣＡ６，１、ｉ如一ＣＡ７，ＴｉＯｚ—ＣＡ８，Ｔ∞ｚ—ＫＨ５７０，Ｔｉ０２一Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ）３，Ｔｉ０２一Ｃ（ＣＨ２０Ｈ）．＿采用ＰＹＲ一２Ａ型气相色谱用热分解器及ＧＣ一１４Ｂ气相色谱仪进行样品的高温裂解色谱分析（ＧＤＸ一５０２柱），裂解温度６００℃，Ｎ：载气（流量３５ｍＬ／ｍｌｎ），ＦＩＤ检测器；以ＴＧＡ２０５０型热重分析仪检测颗粒表面有机物的包覆量；ＰＨＩ一５３００／ＥＳＣＡ型ＸＰＳ谱仪分析改性剂与颗粒表面的化学键合结构，Ａｌ阳极靶，分析室真空度２．９×１０～Ｐａ．２结果与讨论２．１不同改性条件下二氯化钛颗粒的疏水性将不同改性条件下的样品及未进行有机改性的ＴｉＯ。
粉末经２００目过筛后分散在水中。
观察并评价样品的疏水特性，结果见表１．由表１可以看出，未经有机改性的ＴｉＯ。
粉末亲水性较强，而经过有机物改性后则表现出不同程度的疏水性．ＣＡ７，ＣＡ６和ＫＩ－１５７０是获得ＴｉＯ。
粉末表面疏水性较好的改性剂，经ＣＡ７改性的ＴｉＯ。
粉柬尽管经长时间强烈搅拌，仍漂浮在水面上，表现出很强的疏水性，说明粉末表面的ＣＡ７分子包裹牢固，经长时间溶剂抽提，样品表面的偶联剂层仍然未被溶剂萃取，说明ＣＡ７偶联剂与ＴｉＯ：表面的ＳｉＣ）：，ＡＩ：Ｏ。
包覆层可能发生了化学键合作用．以ＣＡ６，ＫＨ５７０为改性剂时，提高处理温度、增加改性剂用量、延长反应时问等均可显著地提高颗粒表面的疏水特性．在增加改性剂ＣＡｌ用量后，颗粒表面也表现出很强的疏水性，表明改性剂与颗粒表面可能发生化学作用，在不同条件下反应速率不同．Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄＴｉ０２ｐｏｗｄｅｒｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ＊Ｊｕｄｇｅｍｅｎｔｏｆｈ珀ｒｏｐｈｉｌｉｅｉｎｄｅｘ：（Ａ）ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ・ｓｉｎｋｓｉｎｔｏｗａｔｅｒｑｕｉｃｋｌｙａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ；（Ｂ）ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ’ｓｉｎｋｓｉｎｔｏｗａｃｅｒｎｏｔｓ０ｑｕｉｃｋ，ｂｕｔｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｔ（Ｃ）ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ．ｆｌｏａｔｓａｔｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｓｉｎｋｓｉｎｔｏｗａｔｅｒ！ｌｏｗｌｙａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ｝（Ｄ）ｐａｒｔｉａｌｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ・ｆｌｏａｔｓａｔｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｓｉｎｋｓｉｎｔｏｗａｔｅｒｓｌｏｗｌｙ．Ｐａｒｔｏｆｐｏｗｄｅｒｆｌｏａｔｓｏｎｓｕｒｆａｃｅ。
ｆｗｓｔｅｒ．Ａｆｔｅｒａｇｉｔａｔｉｎｇ，ｓｉｎｋｓｉｎｔｏｗａｔｅｒｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ；（Ｅ）ｐａｒｔｉａｌｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｅ．ｆｌｏａｔｓ叩ｓｕｒｆａｃｅ。
ｆｗａｔｅｒ．Ａｆｔｅｒｌｏｎｇｔｉｍｅａｇｉｔａｔｉｎｇ，ｔｈｅｒｅＲｒｃｓｔｉｌｌｐ。
ｒｔｏｆｐｏｗｄｅｒｆｌｏａｔｉｎｇｏｎｓｕｒｆａｃｅｏｆｗａｔｅｒ；（Ｆ）ｃｏｍｐｌｅｔｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｗａｔｅｒｅｖｅｎｗｉｔｈａｓｔｒｏｎｇａｎｄｌｏｎｇｔｉｍｅａｇｉｔａｔｉｒｇ．ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｅ．ｆｌｏａｔｓｏｎ经三乙醇胺、季戊四醇改性的ＴｉＣ）。
粉末仍表现出明显的亲水性，提高改性温度、增加改性剂用量后的改性效果未发生明显变化，表明改性剂分子在颗粒表面发生物理吸附，溶剂抽提可使改性剂分子脱附，同时，由于三乙醇胺、季戊四醇都能溶于水，改性后的ＴｉＯ。
颗粒表面仍表现为亲水特性．２．２润涅性分析根据Ｗａｓｈｂｕｒｎ方程口０３进行润湿性分析：ｈ２＝ｒａｔｃｏｓＯｌ２ＴＰ，（１）式中，ｈ，ｔ为溶剂渗入玻璃管的高度及渗透时间，ｒ为粉末嗔充颗粒间隙平均几何直径，孔为溶剂的粘度，一，０为溶剂的表面张力及其与粉末的接触角．对同一和溶剂，ｈ２与ｔ符合线性关系，当粉末堆积密度恒定时，＾ｚ～ｆ直线的斜率反映了粉末样品与该溶剂的润湿性，直线斜率越大，粉末表面与溶剂间的润湿性越强．由于涂料用ＴｉＯ。
涉及到在水和有机溶剂中的润湿性和分散性，故分别选用水和二甲苯以评价不同改性剂对样品润湿性的改性效果．精确称量相同重量的ＴｉＯ。
粉末，填充到有刻度的玻璃管中，玻璃管下端堵上棉花，并压实到指定刻度，于２０℃下浸入溶剂，测定润湿性．对于水溶剂，取水与未经有机改性粉末的接触角为０，由高等学枝化学学报式（１）计算其它改性粉末样品与水溶剂的相对接触角；对于二甲苯溶剂，取二甲苯与经ＣＡ７改性粉末的接触角为０，计算其它改性粉末和未经有机改性粉末与二甲苯溶剂的相对接触角．相对接触角越大，粉末与溶剂的润湿性越弱（表２）．ＣＡ７，ＣＡ６，ＫＨ５７０，ＣＡｌ，ＣＡ８改性剂可大幅度降低ＴｉＯ。
粉末与水的润湿性，在不同程度上使ＴｉＯ：粉末由亲水性变为疏水性；季戊四醇、三乙醇胺对ＴｉＯ。
粉末由亲水性向疏水性的转变作用不明显．ＣＡ７能大幅度提高ＴｉＯ：与二甲苯的润湿性；ＣＡ６，ＫＨ５７０，ＣＡｌ．ＣＡ８对于改善ＴｉＯｚ与二甲苯的润湿性有一定的作用，但改善幅度有限；季戊四醇、三乙醇胺则不利于改善Ｔｉｏ。
与二甲苯的润湿性．Ｔａｂｌｅ２Ｒｅｌａｔｉｖｅｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｓ（。
）ｏｆＴｉ０２ｐｏｗｄｅｒｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅａｇｅｎｔｓ２．３高温裂解色谱分析由ＴｉＯ：粉末样品于６００ｃ下的高温裂解色谱分析结果（图１）可见，未经有机改性的ＴｉＯ。
样品无裂解产物，而经钛酸酯和硅烷偶联剂改性的样品Ｔｉ０２一ＣＡ６，ＴｉＯ。
一ＣＡ７，ＴｉＯ。
一ＣＡｌ，ＴｉＯｚ—ＣＡ８，Ｔｉ０２一ＫＨ５７０在该条件下有明显的裂解产物，主要是乙炔、丙烯．由于样品经长时问抽提，说明一定量的钛酸酯和硅烷偶联剂在ＴｉＯ。
颗粒包覆层表面已牢固包裹，可能发生化学键合．ＴｉＯ：一Ｎ（ＣＨ。
ＣＨ：ＯＨ）。
，ＴｉＯ。
一Ｃ（ＣＨ２０Ｈ）。
的裂解产物极少，说明Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ）。
，Ｃ（ＣＨ：ＯＨ）。
改性剂在ＴｉＯ：粉末表匣的牢固包覆量极少，主要是物理吸附作用．Ｆｉｇ．１ＧＣｐｙｒｏｌｙｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｅｓａｔ６００℃口ＴｉＯｚ｝ｂ．Ｔｉ０２一Ｃ（ＣＨ２０Ｈ）‘，＾Ｔ｜０２一Ｎ（Ｃ２Ｈ２０Ｈ）３，ｄ．Ｔｉ０２一ＣＡ６；ｆＴｉ０２一ＣＡ７；，Ｔ１０２一ＫＨ５７０｛ｇＴｉＯｚ—ＣＡｌ；＾．ＴｉＯｚ—ＣＡ８．ｆ／℃Ｆｉｇ．２ＴｈｅｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃｃｕｒｖｅｏｆＴｉ０２ａｎｄＴｉｏｚ—ＣＡ７２．４热重分析为确定ＣＡ７偶联剂在ＴｉＯ：颗粒表面的最大包覆量，用过量偶联剂ＣＡ７（占粉末质量的２０％）于２５‘Ｃ对ＴｉＯｚ粉末进行改性１ｈ，过滤干燥后用溶剂异丙醇索式抽提８～９ｈ，再经１２０℃干燥得ＴＩＯ。
一ＣＡ７样品．将制得的ＴｉＯ。