ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СИНТЕЗА ТРЕХХЛОРИСТОГО ТИТАНА ДЛЯ НУЖД РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Аннотация
В рамках работы авторы оценили возможность электрохимического синтеза широкого спектра реагентов на основе трихлорида титана. Несмотря на растущий спрос на трихлорид титана и его производные, технология производства этого реагента долгое время не совершенствовалась. Традиционные технологии отличаются высокой экологической и промышленной опасностью, а сам процесс отличается высоким энергопотреблением и сложной аппаратной схемой. В рамках предварительной работы установлена возможность получения трихлорида титана из водных растворов тетрахлорида титана, при этом предлагаемая технология отличается сниженным энергопотреблением и безопасностью. На первом этапе экспериментов по анодному растворению алюминия получены бинарные растворы трихлорида титана и хлорида алюминия. Степень преобразования TiCl4 → -TiCl3 составляет 65%–35% при плотности тока 10–30 A/дм2 соответственно. В процессе восстановления водного раствора тетрахлорида титана железными электродами выход трихлорида титана составляет приблизительно 76%–66% при плотности тока 10–30 A/дм2 соответственно. Полученный раствор сильно загрязнен соединениями железа (II). Результаты экспериментов показывают высокую эффективность этого решения в процессах очистки сточных вод гальванического производства от соединений хрома (VI). Для производства трихлорида титана высокой чистоты используются титановые электроды, при этом выход трихлорида титана составляет 59%–3% при плотности тока 10–30 A/дм2 соответственно. В зависимости от технологии производства и материала электрода, можно получить растворы, которые могут быть использованы для получения диоксида титана высокой чистоты для производства солнечных элементов, сенсибилизированных к красителям, реагентов для очистки воды, а также катализатора Циглера-Натта и реагента для органического синтеза.
Скачивания
Литература
References
Bolshakov K. A. Khimiya I Tekhnologiya Redkikh I Rasseyannykh Elementov: Uchebnoe Posobie dlya Studentov Khimiko-Tekhnologicheskikh Spets. Vuzov [Chemistry and Technology of Rare and Scattered Elements: Textbook for Students of Chemical and Technological Special Universities]. Moscow: Higher School, 1976, 368 p.
Izmailova N. L., Lorentson A. V., Chernoberezhsky Y. N. Kompozitsionnyy koagulyant na osnove titanilsul’fata i sul’fata alyuminiya [Composite coagulant based on titanyl sulfate and aluminum sulfate]. Zhurnal Prikladnoy Khimii [Journal of Applied Chemistry], 2015, vol. 88, pp. 458–462.
Luchinsky G. P. Khimiya Titana [Chemistry of Titanium]. Moscow, Chemistry, 1971, 471 p.
Chernyshev P. I., Vizen N. S., Kuzin E. N., Kruchinina N. E. Ochistka stochnykh vod gal’vanicheskogo proizvodstva ot soyedineniy khroma(VI) s ispol’zovaniyem khlorida titana(III) [The purification of the galvanic industry wastewater of chromium (VI) compounds using titanium (III) chloride]. Ekologicheskaya Khimiya [Environmental Chemistry], 2018, vol. 88, no. 13, pp. 2954–2957.
Kuzin E. N., Krutchinina N. E., Chernyshev P. I., Vizen N. S. Sintez trekhkhloristogo titana [Synthesis of titanium trichloride]. Neorganicheskie Materialy [Inorganic Materials], 2020, vol. 56, no. 5, pp. 507–511. https://doi.org/10.31857/S0002337X20050097
Nafikova R. F., Beloglazova Z. F., Zagidullin R. N., Datsuk G. V. Sposob polucheniya trekhkhloristogo titana, Patent № 2316475 [Method of producing titanium trichloride, patent no. 2316475]. Moscow: Rospatent, 2008.
Boor J. Jr. Ziegler–Natta Catalysts and Polymerizations. New York: Academic Press, 1979, 688 p.
Hussain S., Awad J., Sarkar B., Chow C. W. K., Duan J., van Leeuwen J. Coagulation of dissolved organic matter in surface water by novel titanium (III) chloride: Mechanistic surface chemical and spectroscopic characterization. Separation and Purification Technology, 2019, vol. 213, pp. 213–223. http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2018.12.038
Leal JH, Cantu Y, Gonzalez DF Parsons J. G. Brookite and anatase nanomaterial polymorphs of TiO2 synthesized from TiCl3. Inorganic Chemistry Communications, 2017, vol. 84, pp. 28–32. http://dx.doi.org/10.1016/j.inoche.2017.07.014 7
Shon H., Vigneswaran S., Kandasamy J., Zareie H. M., Kim J. B., Cho D. L., Kim J.-H. Preparation and characterization of titanium dioxide (TiO2) from sludge produced by TiCl4 flocculation with FeCl3, Al2(SO4)3 and Ca (OH)2 coagulant aids in wastewater. Separation Science and Technology, 2009, vol. 44, pp. 1525–1543. http://dx.doi.org/10.1080/01496390902775810
Xia S., Fu Z., Huang B., Xu J., Fan Z. Ethylene/1-hexene copolymerization with MgCl2-supported Ziegler–Natta catalysts containing aryloxy ligands. Part I: Catalysts prepared by immobilizing TiCl3 (OAr) onto MgCl2 in batch reaction. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2011, vol. 355, pp. 161–167. http://dx.doi.org/10.1016/j.molcata.2011.12.010
Список литературы
Большаков К. А. Химия и технология редких и рассеянных элементов: Учеб. пособие для студентов хим.-технол. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1976. 368 с.
Измайлова Н. Л., Лоренцсон А. В., Чернобережский Ю. М. Композиционный коагулянт на основе титанилсульфата и сульфата алюминия // Журнал прикладной химии. 2015. № 88. С. 458–462.
Лучинский Г. П. Химия титана. М.: Химия, 1971. 471 с.
Очистка сточных вод гальванического производства от соединений хрома(VI) с использованием хлорида титана(III) / Чернышев П. И., Визен Н. С., Кузин Е. Н., Кручинина Н. Е. // Экологическая химия. 2018. Т. 88. № 13. С. 2954–2957.
Синтез треххлористого титана / Кузин Е. Н., Кручинина Н. Е., Чернышев П. И., Визен Н. С. // Неорганические материалы. 2020. Т. 56. № 5. С. 507–511. https://doi.org/10.31857/S0002337X20050097
Способ получения треххлористого титана, Патент № 2316475 / Нафикова Р. Ф., Белоглазова З. Ф., Загидуллин Р. Н., Дацук Г В. М.: Роспатент, 2008.
Boor J. Jr. Ziegler–Natta catalysts and polymerizations. New York: Academic Press, 1979. 688 p.
Hussain S., Awad J., Sarkar B., Chow C. W. K., Duan J., van Leeuwen J. Coagulation of dissolved organic matter in surface water by novel titanium (III) chloride: Mechanistic surface chemical and spectroscopic characterization // Separation and purification technology, 2019, vol. 213, pp. 213–223. http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2018.12.038
Leal JH, Cantu Y, Gonzalez DF Parsons J. G. Brookite and anatase nanomaterial polymorphs of TiO2 synthesized from TiCl3 // Inorganic chemistry communications, 2017, vol. 84, pp. 28–32. http://dx.doi.org/10.1016/j.inoche.2017.07.014 7
Shon H., Vigneswaran S., Kandasamy J., Zareie H. M., Kim J. B., Cho D. L., Kim J.-H. Preparation and characterization of titanium dioxide (TiO2) from sludge produced by TiCl4 flocculation with FeCl3, Al2(SO4)3 and Ca (OH)2 coagulant aids in wastewater // Separation science and technology, 2009, vol. 44, pp. 1525–1543. http://dx.doi.org/10.1080/01496390902775810
Xia S., Fu Z., Huang B., Xu J., Fan Z. Ethylene/1-hexene copolymerization with MgCl2-supported Ziegler–Natta catalysts containing aryloxy ligands. Part I: Catalysts prepared by immobilizing TiCl3 (OAr) onto MgCl2 in batch reaction // Journal of molecular catalysis a: Chemical, 2011, vol. 355, pp. 161–167. http://dx.doi.org/10.1016/j.molcata.2011.12.010
Просмотров аннотации: 128 Загрузок PDF: 120
Copyright (c) 2023 Evgenii N. Kuzin, Tatyana I. Nosova, Natalya E. Kruchinina
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
