DE2315210A1 - Rutil-titandioxid mit einem gehalt an mikrokristallinem rutil-titandioxid und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Rutil-titandioxid mit einem gehalt an mikrokristallinem rutil-titandioxid und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. F. '\Vkickmanw,
DiPL.-IwG. H. \v/eickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
hk 8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820
Gase 316· möhlstrasse 22, rufnummer 983921/22
BRITISH TITAN LIMIIEED
Billingham, Teesside, England
Billingham, Teesside, England
Rutil-Titandioxid mit einem Gehalt an mikrokristallinem Rutil-Titandioxid und Verfahren
zu seiner Herstellung
zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft Metalloxide und insbesondere Rutil-Titandioxid.
Gegenstand der Erfindung ist Rutil-Titandioxid, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Rutil-Titandioxid-Teilchen mikrokristallines Rutil-Titandioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 100 Ä enthalten.
gekennzeichnet ist, daß die Rutil-Titandioxid-Teilchen mikrokristallines Rutil-Titandioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 100 Ä enthalten.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rutil-Titandioxids, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man Rutil-Titandioxid-Teilchen mit einem
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Lösungsmittel für Rutil-Titandioxid vermischt, wobei Titandioxid
von der Oberfläche der Teilchen gelöst wird und eine Titandioxid-Lösung
entsteht, die sich in Kontakt mit den Teilchen befindet, und anschließend das Gemisch abkühlt, wobei mikrokristallines
Rutil-Titandioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 100 λ ausfällt. ·
Rutil-Titandioxid ist als Katalysator für chemische Reaktionen, z.B. für bestimmte Oxidationsreaktionen, verwendet worden. Die
Aktivität und die Leistungsfähigkeit des Katalysators hängen von der Größe der Oberfläche und von der Porosität des Titandioxids
ab. Das erfindungsgemäße Rutil-Titandioxid hat eine gegenüber nicht-überzogenem Titandioxid stark vergrößerte Oberfläche. Erfindungsgemäß
können entsprechend der Menge an ausgefälltem mikrokristallinem Rutil-Titandioxid Produkte hergestellt v/erden,
deren Oberflächengröße innerhalb eines weiten Bereichs variiert. Die erfindungsgemäßen Produkte können in einer zur Verwendung
als Katalysator bei den vorgenannten chemischen Reaktionen geeigneten
Form erhalten v/erden. Die erfindungsgemäßen Produkte
haben nicht nur eine gegenüber nicht-überzogenem Rutil-Titandioxid vergrößerte Oberfläche, sondern auch eine erhöhte Porosität.
Rutil-Titandioxid hat ferner eine ausgedehnte Verwendung■als Pigment
gefunden. Das bisher zu diesem Zweck eingesetzte Titandioxid hat eine mittlere Teilchengröße von 0,15 bis 0,30 Mikron. Rutil-Titandioxid
hat von Natur aus eine größere photochemische Stabilität als die Anatas-Form des Titandioxids j es wäre jedoch vorteilhaft,
wenn die photochernisclie Stabilität weiter erhöht v/erden
könnte. Die erfindungsgernäßen Rut il-Titand5-Oxid-Te liehen können
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— "5 —
in einer zur Erreichung optimaler Pigmenteigenscliaften geeigneten Größe erhalten v/erden. Bei Verwendung als Pigment v/eist diese
Form des erfindungsgemäßen Produkts eine gegenüber nieht-uberzogenem
Rutil-Titandioxid verbesserte photochemische Stabilität auf. Wenn man die Stabilitätserhöhung auf die Oberflächeneinheit
bezieht, ist die erreichte Verbesserung sein? beachtlich.
Gewöhnlich wird das mikrokristalline Rutil-Titandioxid direkt als überzug auf der Oberfläche von Rutil-Titandioxid-Teilchen,
niedergeschlagen. Das zu überziehende Rutil-Titandioxid kann, falls zur Herstellung des Titandioxids das bekannte Schwefelsäureverfahren
angewendet wird, in Form des aus einem Glühofen ausgetragenen Produkts vorliegen. Falls das Chlorverfahren verwendet
v/ird, kann der überzug auf die Oberfläche der Teilchen nach dem Austragen aus einem Reaktor, in dem ein Titantetrahalogenid
in der Dampfphase oxidiert wird, aufgebracht werden. Das aus dem Glühofen oder dem Reaktor ausgetragene Produkt kann,
falls dies erwünscht ist, vor der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens naßklassiert und bzw. oder gemahlen werden. Im erfindungsgemäßen Verfahren kann auch natürlicher mineralischer
Rutil mit geeigneter Größe eingesetzt werden.
Obgleich die erfindungsgemäßen Produkte normalerweise völlig aus
überzogenen Teilchen bestehen, fallen auch andere Produkte, in denen eine beträchtliche Menge des mikrokristallinen Rutil-Titandioxids
nicht eindeutig an einem gleichmäßigen überzug um die
Teilchen teilnimmt, ebenfalls unter die vorliegende Erfindung. So kann z.B. das Produkt einen Anteil an überzogenen Rutil-Titandioxid-Teilchen
mit zwischen den Teilchen niedergeschlagenem
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mikrokristallinem Rutil-Titandioxid enthalten, oder es kann eine
an eines oder mehrere Teilchen gebundene Anhäufung vorliegen.
Das mikrokristalline Rutil-Titandioxid hat eine mittlere Teilchengröße
von 10 bis 100 Ä. Die Größe der Teilchen oder Kristalle oder der dazwischen niedergeschlagenen oder den Überzug bildenden
Teilchen kann auf einfache V/eise unter Verwendung üblicher elektronenmikroskopischer
Verfahren bestimmt v/erden. Eine Bestätigung der Größe der Kristalle kann mittels der Röntgenbeugung durchgeführt
v/erden, v/ob ei die vor und nach dem Ausfällen des mikrokristallinen
Rutil-Titandioxids erhaltenen Linienbreiten verglichen werden.
V/enn die erfindungsgemäßen Produkte als Katalysatoren für chemi-
sollen sehe Reaktionen verwendet"werdend ist die Teilchengröße des zu
behandelnden Rutil-Titandioxids relativ unwesentlich; es ist aber wünschenswert, daß der Katalysator eine Oberflächen- und Porengröße
hat, die mit der für den Katalysator beabsichtigten Ver\?endung
im Einklang steht. Gewöhnlich ist jedoch eine möglichst große Oberfläche des Produkts wünschenswert^ Anpassungen der
Porengröße können durch Erhitzen des Produkts auf z.B..mindestens
5000C oder 4000C ohne wesentliche Änderung der Gesamtoberfläche
des Produkts vorgenommen· v/erden. Die erfindungsgemäßen Produkte haben bei Verwendung als Katalysatoren gewöhnlich eine Oberflä-
ehe von mindestens 60 m /g. Für eine erhöhte katalytische Wirkung
können Produkte mit einer viel größeren Oberfläche wünschenswert
sein. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können z.B. Produkte mit einer Oberfläche über 200 m /g hergestellt v/erden.
Diese Produkte können als Katalysatoren verwendet werden.
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Die Oberfläche des Produkts hängt fast ausschließlich von der niedergeschlagenen Menge des mikrokristallinen Rutil-Titandioxids·
ab. Diese Menge hängt wieder von der Menge an gelöstem und in mikrokristalliner Form niedergeschlagenem Rutil-Titandioxid ab.
Wenn das Produkt als Katalysator verwendet v/erden soll, ist es wünschenswert, daß die maximale Menge an mikrokristallinem Rutil-Titandioxid
niedergeschlagen wird. In diesem Pail kann die Teilchengröße
des Rutil-Titandioxids sehr gering und nur wenig von der Teilchengröße des mikrokristallinen Rutil-Titandioxids verschieden
sein.
Wenn das erfindungsgemäße Produkt als Pigment verwendet vierden
und die optimale Deckkraft haben soll, wird vorzugsweise Rutil-Titandioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 0,2 bis 0,25
Mikron verwendet. Der angegebene Größenbereich bezieht sich auf den nach dem Auflösen und Ausfällen des mikrokristallinen Rutil-Titandioxids
erhaltenen Wert. Die ursprüngliche Teilchengröße des zu behandelnden Rutil-Titandioxids ist demgemäß etwas höher
als die nach der Behandlung erwünschte Teilchengröße, da bei der Behandlung die Teilchengröße verringert und die maximal zulässige
Uberzugsmenge durch die noch annehmbare Verminderung der Teilchengröße
geregelt wird. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Produkts als Pigment eine praktische und
zweckmäßige Menge an mikrokristallinem Rutil-Titandioxid 0,5 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Basis-Rutil-Titandioxid,
beträgt.
Gemäii einem Verfahren zur Herstellung des erfindunp;sgemäßen
Titandioxids wird eine Rutil-Titandioxid-LÖsung in Gegenwart
der zu überziehenden Teilchen durch Lösen von
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Titandioxid von der Oberfläche der -Teilchen und anschließendes
Niederschlagen des mikrokristallinen Rutil-Titandioxids aus der so erhaltenen Lösung auf die Teilchen hergestellt. Ein typisches
Lösungsmittel für Rutil-Titandibxid, das erfindungsgemäß eingesetzt
werden kann, ist konzentrierte Schwefelsäure. Die konzentrierte Schwefelsäure kann gewünschtenfalls einen Zusatz, wie
Ammoniumsulfat, enthalten, der augenscheinlich den Siedepunkt
der Schwefelsäure erhöht, wodurch eine.höhere Auflösungstemperatur
angewendet werden kann. Die verwendbare Ammoniurnsulfatmenge wird durch die Löslichkeit des Ammoniumsulfats- in konzentrierter
Schwefelsäure bei Raumtemperatur begrenzt, da es unerwünscht ist,
daß eine über die Sättigungsmenge hinausgehende Ammoniumsulfatmenge verwendet wird. Demgemäß kann jede Ammoniumsulfatmenge bis
zur Löslichkeitsgrenze bei Raumtemperatur verwendet werden.
Zur Auflösung des Rutil-Titandioxids sollte ein Überschuß über die theoretisch zur Reaktion mit dem Titandioxid erforderliche '
Schwefelsäuremenge eingesetzt werden. Es wurde gefunden, daß das Molverhältnis von Schwefelsäure zu Titandioxid vorteilhafterweise
mindestens 2 : 1 beträgt. ·
Das Rutil-Titandioxid wird zur Herstellung der erwünschten Lösung mit dem Lösungsmittel behandelt. Im Falle der Verwendung von konzentrierter
Schwefelsäure oder-Gemischen dieser Säure mit; Ammoniumsulfat
ist das Erhitzen des Gemisches wünschenswert., um die Auflösung zu bewirken. Wenn das Produkt Pigmenteigenschaften
haben soll, ist es im allgemeinen wünschenswert, das Gemisch auf
O,
Temperaturen zwischen 85 und 180 G zu erhitzen. Die bevorzugte
-Auflösimf-rstemperatur beträgt 120 bis 14-O0C.
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■ff- !
Die Behandlungszeit zur Auflösung des Rutil-Titandioxids hängt von der" Auflösungstemperatur und von der bei der jeweiligen Behandlungstemperatur
erforderlichen, zu lösenden Rutil-Titandioxid-Menge ab. Bei der Herstellung von Titandioxid zur Verwendung
als Pigment sollte die Behandlungszeit nicht so gewählt v/erden, daß eine übermäßige Auflösung des Rutil-Titandioxid-Pigments eintritt,
was zu unannehmbaren Pigmenteigenschaften führen würde.
Die Menge des einzusetzenden Lösungsmittels kann im allgemeinen innerhalb weiter Grenzen variieren; ein Überschuß an Lösungsmittel
ist jedoch --wie bereits erwähnt - bevorzugt, insbesondere bei Verwendung konzentrierter Schwefelsäure. Das Lösungsmittel
soll jedoch nicht in einem solchen Überschuß angewendet v/erden, daß ein ungeeignetes Lösungsvolumen entsteht. Die Lösungsmittelmenge
hängt auch vom jeweiligen Lösungsmittel ab.
V/enn durch Behandeln des Rutil-Titandioxids mit dem Lösungsmittel
eine. Titandioxid-LÖsung hergestellt ist, die sich in Kontakt mit den Titandioxid-Teilchen befindet, wird das Gemisch zum Ausfällen
des mikrokristallinen Rutil-Titandioxids abgekühlt. Gewöhnlich wird das Gemisch einfach abkühlen gelassen; es ist jedoch auch
möglich, das Gemisch rasch abzukühlen, was jedoch nicht bevorzugt ist. Nach dem Ausfällen des mikrokristallinen Rutil-Titandioxids
beim Abkühlen wird das Produkt von der überstehenden Flüssigkeit abgetrennt, gewaschen und getrocknet. Bei zahlreichen Verwendungen
des Titandioxids ist es wünschenswert, daß das Produkt frei von Sulfationen ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn das
Produkt als Katalysator verwendet v/erden soll. In diesem Fall soll das Produkt durch Waschen von den vorgenannten Ionen befreit
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werden. Wenn das Produkt als Pigment verwendet v/erden soll, kann
es, falls dies erwünscht ist, in einer Strahlmühle gemahlen werden.
Wenn die erfindungsgemäßen Produkte eine zur Verwendung als Pigmente
geeignete Teilchengröße haben, können sie für jeden Anwendungszweck, z.B. in Emailmassen, Lacken, Anstrichmitteln, Kunststoffen
und Textilien, verwendet werden.· '
Die erfindungsgemäßen Produkte, insbesondere diejenigen mit grosser
Oberfläche, dienen insbesondere als Katalysatoren bei bestimmten chemischen Reaktionen. Typische Reaktionen, bei denen
die erfindungsgemaßen Produkte als Katalysatoren verwendet werden können, sind Oxidations-, partielle Oxidations-, Hydratisierungs-Dehydrätisierungs-
und Dehydrierungsreaktionen bei kohlenstoffhaltigen Verbindungen. Die Aktivität der erfindungsgemaßen Produkte
als Katalysatoren bei diesen Reaktionen ist gegenüber üblichen Titandioxid-Katalysatoren viel höher, insbesondere wenn man die
Oberflacheneinheit als Bezugsgröße verwendet. Die erfindungsgemäßen
Produkte sind gewöhnlich" bei niedrigeren Temperaturen v/irksam als in üblicher V/eise hergestellte Titandioxid-Katalysatoren.
Die erfindungsgemaßen Produkte können als Katalysatoren bei der Oxidation von Olefinen zu Alkoholen, Aldehyden, Ketonen"oder Säuren
verwendet werden. Reaktionen an ungesättigten oder gesättigten
organischen Verbindungen, aromatischen, gegebenenfalls substituierten
Verbindungen, Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Aldehyden oder Ketonen, die bisher unter Verwendung üblicher Titandioxid-Katalysatoren
vorgenommen wurden, können vorteilhafterweise
unter Verwendung der erfindungsgemaßen Produkte durchge-
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führt v/erden.
Die Aktivität xmd Selektivität der erfindungsgemäßen Produkte
bei Verwendung als Katalysatoren können durch Einverleiben·eines
Metalls oder einer Verbindung eines Metalls der ersten oder zweiten Übergangsmetallgruppe des Periodischen Systems nach Mendelejeff
in die erfindungsgemäßen Produkte verbessert v/erden. Spezielle Beispiele geeigneter Metalle sind Vanadium, Wolfram, Molybdän
y Chrom, Zinn, Nickel, Eisen, Silber und V/ismut, Das Metall
kann in atomarer oder ionischer Form oder als Metallverbindung
vorliegen und entsprechend der jeweiligen Zugabeart im Gitter der Rutil-Titandioxid-Teilchen und bzw. oder an der Oberfläche
der Teilchen enthalten sein.
Das Metall oder die I-Ietallverbindung können der Titandioxid-Lösung
in Form einer löslichen Metallverbindung vor dem Ausfällen des mikrokristallinen Rutil-Titandioxid-Überzugs zugesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Produkt kann auch in Suspension mit einer Metallverbindung behandelt werden, wonach die Suspension
getrocknet und die Ketallverbindung durch Erhitzen zersetzt werden
kann.
Es wurden keine Anstrengungen unternommen, die Beschaffenheit der Titandioxid-Lösung zu klären, insbesondere bezüglich der Frage,
ob das Titandioxid in Form von Titanylsulfat oder in anderer Form in der Lösung vorliegt. Dies ist nicht wichtig, da das Lösungsmittel
bei der gewählten Temperatur das Rutil-Titandioxid lediglich lösen muß und beim Abkühlen aus der Lösung das mikrokristalline
Rutil-Titandioxid ausfallen muß.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung, In den Beispielen"wird
das Dauerhaftigkeitsverhältnis dadurch bestimmt, daß das Pigment
in einen Einbrennlack auf Basis 'eines einbrennbaren Kunststoffes
eingearbeitet und der Lack auf eine Platte aufgebx^aeht und eingebrannt
wird. Die Platte wird den Bedingungen eines Karr-Verwitterpngsmessers
ausgesetzt? und der Gewichtsverlust wird bestimmt.
Der Gewichtsverlust wird als Bruchteil des Gewichtes eines ähnlichen Lackes angegeben, der ein Kontrollpigraent enthalt
und eine ähnliche Zeit den Bedingungen im Verwitteruiigs- .
messer unterworfen war.
100 g nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid mit einer zur Verwendung
als Pigment geeigneten mittleren Teilchengröße von 0,23
Mikron \?erden mit 1 Liter konzentrierter Schwefelsäure und 500; g
Ammoniumsulfat ohne Rühren auf 1600G erhitzt. Das Ammoniurnsulfat
wird in der Säure vor deren Verwendung aufgelöst. Die Temperatur wird JO Minuten auf dem vorgenannten Viert gehalten. Das Gemisch
wird dann über. Nacht abkühlen gelassen» Die Säure wird dekan·*- tiert,
der feste Rückstand zweimal mit Wasser auf ge schlämmt und auf einem Büchner—Trichter filtriert* Das Aufschlämmen und Filtrieren
wird mehrmals wiederholt,, Das Produkt wird J.n einem Ofen
bei 120°G getrocknet.
Das Produkt hat eine Oberflache von 60 m /g, und der mikrokristalline
Rutil-Titandioxid-Oberzug hat eine mittlere Teilchengroße sv'ischen z!-0 und 50 Ao Das Produkt hat eine zur Verwendung
als Pigo:3nt geeignete Teilchengröße und weist bei Verwendung in
einem Anstrichmittel ein Dauerhaftigkeitsverhältnis von 0,32 auf, bezogen auf ein nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid-Pigment
als Kontrolle.
100 g nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid mit einer zur Verwendung
als Pigment geeigneten Teilchengröße v/erden ohne Rühren mit 1 Liter konzentrierter Schwefelsäure und 500 g Ammoniumsulfat ■
auf 160°G- erhitzt. Die Temperatur wird 30 Minuten auf diesem Wert gehalten. Das· Gemisch wird dann über Nacht abkühlen gelassen.
Die Säure wird dekantiert und der feste Rückstand mit Wasser aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wird gekocht und mit n-Na0H auf
einen pH-V/ert von 8 bis 9 eingestellt. Das Produkt wird dann mehrinals aufgeschlämmt und filtriert und in einem Ofen bei 1200G
getrocknet.
Das Produkt hat einen mikrokristallinen Rutil-Titandioxid-Uberzug
mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 40 und 50 Ä. Bei Verwendung
in einem Anstrichmittel weist das Produkt ein Dauerhaftigkeitsverhältnis
von 0,32 auf, bezogen auf das im Beispiel 1 verwendete Kontrollpigment.
150 g nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid mit einer zur Verwendung
als Pigment geeigneten Teilchengröße v/erden ohne Rühren mit 1 Liter konzentrierter Schwefelsäure und 5OO g Ammoniumsulfat
auf 160°G erhitzt. Die Temperatur wird 30 Minuten auf diesem Wert gehalten. Das Gemisch wird dann über Nacht abkühlen gelassen.
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■ - 12 - '
Die Säure wird dekantiert und der feste Rückstand mit Wasser
aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wird gekocht und mit 5'n-NaOH
auf einen pH-Wert von 8 bis 9 eingestellt. Das Produkt wird dann zweimal aufgeschlämmt und filtriert und anschließend IO Stunden
mit reinem Wasser in einem Soxhlet-Extraktor■extrahiert. Sodann
wird das Produkt in einem Ofen bei 1200C getrocknet.
Das Produkt hat einen mikrokristallinen Rutil-Titandioxid-Uberzug
mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 40 und 50 Ä. Bei Verwendung
in einem Anstrichmittel v/eist das Produkt ein Dauerhaftigkeitsverhältnis
von 0,49 auf, bezogen auf das in Beispiel 1
verwendete Kontrollpigment. . 1
150 g nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid mit einer zur Veri^endung
als Pigment geeigneten Teilchengröße werden unter konstantem Rühren mit 1 Liter konzentrierter Schwefelsäure und 500 g Ammoniumsulfat
auf 1200C erhitzt. Das Rühren wird beendet und die
Temperatur wird JO Minuten auf diesem Wert gehalten. Das Gemisch
wird dann über Nacht langsam abkühlen gelassen. Die Saure wird dekantiert und der feste Rückstand mit V/asser auf ge schlämmt.
Nach dem Kochen dieser Aufschlämmung wird der pH-Wert mit
5n-Na0H auf 8 bis 9 eingestellt. Das Produkt wird dann zweimal aufgeschlämmt und filtriert und dann 10 Stunden mit reinem Wasser
in einem Soxhlet-Extraktor extrahiert. Sodann wird das Produkt in einem Ofen bei 1200C getrocknet.
Das Produkt hat einen mikrokristallinen Rutil-Titandioxid-überzug
mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 40 und 50 A. Bei Ver-
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-35- :
Wendung in einem Anstrichmittel weist das Produkt ein Dauerhaftigkeit'sverhältnis
von 0,30 auf, bezogen auf das in Beispiel 1 verwendete Kontrollpigment.
500 g nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid mit einer zur Vervrendung
als Pigment geeigneten Teilchengröße werden unter konstantem Rühren mit 1 Liter konzentrierter Schwefelsäure und'500 g Ammoniumsulfat auf 160°C erhitzt. Das Rühren wird beendet, und die
Temperatur wird 30 Minuten auf diesem Wert gehalten. Das Gemisch
wird dann über Nacht langsam abkühlen gelassen. Die Säure wird dekantiert und der feste Rückstand mit Wasser aufgeschlämmt. Nach
dem Kochen dieser Aufschlämmung wird der pH-Wert mit 5n-NaOH auf
8 bis 9 eingestellt. Das Produkt wird dann zweimal aufgeschlämmt
und filtriert und anschließend 10 Stunden mit reinem V/asser in einem Soxhlet-Extraktor extrahiert. Sodann wird das Produkt in
einem Ofen bei 1200C getrocknet.
Das Produkt hat einen mikrokristallinen Rutil-Titandioxid-Überzug mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 40 und 50 JL Bei Verwendung
in einem Anstrichmittel weist das Produkt ein Dauerhaftigkeitsverhältnis von 0,45 auf, bezogen auf das in Beispiel 1
verwendete Kontrollpigment,
150 g nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid mit einer zur Verwendung
als Pigment geeigneten Teilchengröße werden unter konstantem Rühren mit 1 Liter konzentrierter Schwefeisäure auf 1600C erhitzt.
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• -4ά - ■ '
Das Rühren wird beendet, und die Temperatur wird 30 Minuten auf
diesem 'Wert gehalten. Das Gemisch wird dann über Nacht langsam
abkühlen gelassen. Die Säure wird dekantiert und der feste Rückstand mit Wasser aufgeschlämmt. Nach dem Kochen dieser Aufschlämmung
wird der pH-Wer.t mit 5n-Na0H auf 8 bis 9 eingestellt. Das
Produkt wird dann zweimal aufgeschlämmt und filtriert und 10
Stünden mit reinem V/asser im Soxhlet-Extraktor extrahiert. Sodann wird das Produkt in einem Ofen bei 1200C getrocknet.
Das Produkt hat einen mikrokristallinen Rutil-Titandioxid-Öberzug
mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 4-0 und 50 &· Bei Verwendung
in einem Anstrichmittel weist das Produkt ein Dauerhaf-
. I
tiglceitsverhaltnis von 0,33 auf, bezogen auf das in Beispiel 1
verwendete Kontrollpigment. ■ ;
Beispiel 7
I50 g nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid mit einer zur Verwendung
als Pigment geeigneten Teilchengröße werden unter konstantem Rühren mit 1 Liter konzentrierter Schwefelsäure, die mit 980 g
Ammoniumsulfat gesättigt ist, .auf 16Q0C erhitzt. Das Rühren wird
beendet, und die Temperatur wird 30 Minuten auf diesem Wert gehalten.
Das Gemisch wird dann über Nacht langsam abkühlen gelassen. Die Säure wird dekantiert und der feste Rückstand mit Wasser
aufgeschlämmt. Nach dem Kochen dieser Aufschlämmung wird der pH-Wert
mit 5n-NaOH auf 8 bis 9 eingestellt. Das Produkt wird dann
zweimal aufgeschlämmt und filtriert und anschließend 10 Stunden mit reinem Wasser in einem Soxhlet—Extraktor extrahiert. Sodann
wird das Produkt in einem Ofen bei 1200C getrocknet.
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Das Produkt hat einen mikrokristallinen Rutil-Titandioxid-Uberzug
mit einer mittleren Teilchengröße -zwischen 40 und 50 JL
150 g nicht-überzogenes Rutil-Titandioxid mit einer zur Verwendung
als Pigment .geeigneten Teilchengröße v/erden unter konstantem Rühren mit 1 Liter konzentrierter· Schwefelsäure und 500 g Ammoniumsulfat
auf 2050C erhitzt. Die Temperatur wird unter konstantem
Rühren 30 Minuten auf diesem V/ert gehalten, und sodann wird
das Gemisch so rasch wie möglich auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Säure wird dekantiert und der feste Rückstand mit V/asser aufgeschlämmt.
Nach dem Kochen wird der pH-Wert der Aufschlämmung
mit 5n-NaOH auf 8 bis 9 eingestellt. Das Produkt wird dann zweimal
aufgeschlämmt und filtriert und anschließend wiederholt mit reinem Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen in einem .Ofen bei
1200G wird der Feststoff 150 Minuten auf 4000C erhitzt.
2 Es wird ein Produkt mit einer Oberfläche von 210 m /g und einem mikrokristallinen Rutil-Titandioxid-Uberzujg mit einer mittleren
Teilchengröße zwischen 40 und 50 1 erhalten.
Eine Rutil-Titandioxid-Probe, die mit mikrokristallinem Titandioxid
mit einer mittels der Stickstoff-Adsorption bestimmten
Oberfläche von 107,6 m /g überzogen ist, wird als Katalysator bei der Dehydratisierung von Isopropanol zu Propylen eingesetzt,
wobei Isopropanol-Dampf über 0,2 g des Katalysators strömen gelassen
wird. Wenn die Reaktion bei 70°C durchgeführt wird, läuft
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sie stetig ab; bei 10O0C verläuft die Reaktion sehr rasch. Bei
beiden Temperaturen wird Propylen als Reaktionsprodukt erhalten.
beiden Temperaturen wird Propylen als Reaktionsprodukt erhalten.
V/enn die Reaktion.unter Verwendung eines nicht-überzogenen Rutil-Titandioxid-Katalysators
mit einer Oberfläche von 7 m /g durchgeführt wird, enthält der erhaltene Dampf keine Spur an Propylen.
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Claims (1)
- -47- :Pat ent ansprücheRutil-Titandioxid, d a d u-r c h gekenn zeichnet, daß die Rutil-Titandioxid-Teilchen mikrokristallines Rutil-Titandioxid' mit einer mittleren Teilchengröße von IO bis 100 I enthalten.2. Äusführungsform nach Anspruch Ϊ, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an mikrokristallinem Rutil-Titandioxid 0,5 bis Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Rutil-Titandioxid-Teilchen, beträgt.3· Als Katalysator verwendbares Titandioxid, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutil-Titandioxid-Teiclchen im Gemisch mit mikrokristallinem Rutil-Titandioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 100 Ä vorliegen und das Produkt eine Ober-2
fläche von mindestens 60 m /g hat.4. Verfahren zur Herstellung des Rutil-Titandioxids nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß man Rutil-Titandioxid-Teilchen mit einem Lösungsmittel für Rutil-Titandioxid vermischt, wobei Titandioxid von der Oberfläche der Teilchen gelöst wird und eine Titandioxid-Lösung entsteht, die sich im Kontakt mit den Teilchen befindet, und anschließend das Gemisch abkühlt, wobei mikrokristallines Rutil-Titandioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 100 A ausfällt.5. Verfahren nach Ansprach 4-, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel konzentrierte Schwefelsäure einsetzt.6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß man309842/1086die Schwefelsäure im Kolverhältnis von H0SOx, : TiOp von mindestens 2 : 1 einsetzt.?. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Schwefelsäure Ammoniumsulfat auflöst.8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Rutil-Titand'ioxid und Schwefelsäure so ■ lange auf eine Temperatur von 85 bis 1800C, vorzugsweise von 120 bis 14-00C, erhitzt, bis die erwünschte Menge an Rutil-Titandioxid gelöst ist.9· Verfahren nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch nach dem Auflösen des Rutil-Titandioxids ohne Zuhilfenahme sonstiger Maßnahmen abkühlen läßt.10. Verfahren nach Anspruch 4- bis 9 ν dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt abtrennt, wäscht und trocknet.11. Verfahren nach Anspruch 4- bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt auf mindestens 3000G erhitzt.12. Verfahren nach Anspruch 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt durch Auswaschen von Sulfationen befreit.• /3098UIi 1086
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