东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (4): 517-521.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2015.04.014

• 材料与冶金 • 上一篇    下一篇

锐钛矿型氧化钛在高钙体系下的反应行为

王艳秀， 张廷安， 朱小峰， 张国权   

  1. (东北大学 材料与冶金学院， 辽宁 沈阳110819)
  • 收稿日期:2014-06-23 修回日期:2014-06-23 出版日期:2015-04-15 发布日期:2014-11-07
  • 通讯作者: 王艳秀
  • 作者简介:王艳秀(1991-)，女，黑龙江牡丹江人，东北大学博士研究生； 张廷安(1960-)，男，河南周口人，东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年基金资助项目(51204040); 国家自然科学基金联合基金重点资助项目(U1202274).

Reaction Behavior of Anatase Titanium Oxide in High Calcium System

WANG Yan-xiu， ZHANG Ting-an， ZHU Xiao-feng， ZHANG Guo-quan   

  1. School of Materials & Metallurgy， Northeastern University， Shenyang 110819， China.
  • Received:2014-06-23 Revised:2014-06-23 Online:2015-04-15 Published:2014-11-07
  • Contact: ZHANG Ting-an
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摘要： 对锐钛矿型TiO2在高钙体系下的反应进行了热力学和动力学分析，确定了理论上能发生的反应，计算了活化能和反应级数并判断出反应控制类型.通过实验研究了锐钛矿型TiO2在TiO2-CaO-NaAlO2体系下的反应行为.结果表明，在TiO2与CaO物质量的比为1，反应1h，铝酸钠溶液中Na2O的质量浓度为220g/L，Na2O与Al2O3物质量的比为3.1的条件下，随着温度的升高，首先TiO2与NaOH反应生成Na2TiO3，Ca(OH)2和NaAl(OH)4反应生成3CaO·Al2O3·6H2O，反应产物3CaO·Al2O3·6H2O与Na2TiO3反应最终可以得到稳定的CaTiO3.锐钛矿型TiO2可在220℃以上完全转型为CaTiO3，升高温度能促进钛向最终物相CaTiO3的转型.

关键词: 氧化铝, 锐钛矿, 反应行为, 高钙, 温度

Abstract: Thermodynamic and kinetics analysis of anatase TiO2 reaction in high calcium system were conducted and the possible reactions were determined. Activation energy， reaction order and reaction control types of important reactions were determined by calculation in this system. The reaction behaviors of anatase TiO2 in TiO2-CaO-NaAlO2 system were investigated through experiments. The results showed that when the molar ratio of TiO2 and CaO is 1， the reaction time is 1h， the mass concentration of Na2O is 220g/L， the molar ratio of Na2O and Al2O3 is 3.1， TiO2 reacts with NaOH to produce Na2TiO3 first， then Ca(OH)2 and NaAl(OH)4 react to produce 3CaO·Al2O3·6H2O with increasing temperature. The resultant 3CaO·Al2O3·6H2O reacts with Na2TiO3 to get stable CaTiO3. Anatase TiO2 converts to CaTiO3 completely at 220℃. In this process， elevating temperature can promote the conversion of anatase to the final phase of CaTiO3.

Key words: alumina, anatase, reaction behavior, high calcium, temperature

中图分类号: