در این مطالعه، نانو TiO2 با خلوص بالا از تجزیه ایلمنیت Panzhihua با سولفوریک اسید توسط روش فاز مایع تهیه شد. اثرات حجم مولی H2SO4، زمان واکنش، دمای اولیه H2SO4 و غلظت H2SO4 روی نرخ تجزیة ایلمنیت بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که نرخ تجزیه تحت شرایط بهینه به %21/95 می­ رسد. محلول تیتانیوم به دست آمده حاوی g/L 121 Ti4+ بود. از آنجا که مقدار pH اولیة سیستم هیدرولیز کمتر از 3 بود، رسوب­ دهی متاتیتانیک اسید با هیدرولیز مستقیم محلول تیتانیوم انجام شد. از طرف دیگر، فازهای آناتاز و روتایل بلوری در دماهای مختلف کلسینه کردن به دست آمد. خلوص TiO2 به دست آمده حدود %99 و میانگین اندازه ذارت آن حدود nm 100-40 بود. خصوصیات سنگ معدن ایلمنیت، مواد واسطه، و محصولات نهایی با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپی الکترونی عبوری با قدرت تشخیص بالا (HRTEM)، طیف­سنجی فلوئورسانس تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDS)، طیف­ سنجی فلوئورسانس پرتو ایکس (XRF)، آنالیز توزین حرارتی (TG)، طیف­ سنجی گسیل پلاسمای جفت شده القایی (ICP) و طیف­ سنجی نوری تعیین شد. نتایج به دست آمده نشان داد که این فرایند به دلیل ارزان بودن، سازگاری با محیط زیست و امکان تولید نانو TiO2 با خلوص بالا برای تولید صنعتی مناسب است.

1- مقدمه

نانو TiO2 به دلیل غیر سمّی بودن، پایداری شیمیایی، اثر رنگی عالی و حفاظت عالی در برابر تابش UV بطور گسترده در فتوکاتالیز، سلول­ های خورشیدی، حسگرها، پوشش ­ها و دیگر حوزه­ های صنعت شیمی استفاده می­ شود [1]. در حال حاضر، روش ­های متعددی مانند رسوب­دهی شیمیایی بخار (CVD)، اکسایش تیتانیوم تترا کلرید، روش سُل-ژل، و تجزیه حرارتی یا هیدرولیز تیتانیوم آلکوکسیدها برای تولید نانو TiO2 وجود دارد [2-5]. منابع تیتانیوم در این فرایندها گران است. علاوه بر این، واکنش­ ها اغلب به شرایط خاصی نیاز دارد. بنابراین، استفاده از این فرایندها در کاربردهای مختلف دارای محدودیت است. ایلمنیت ارزان و غیر سمّی است و در سراسر جهان، بخصوص در آمریکای شمالی (آمریکا، کانادا)، آمریکای جنوبی (برزیل)، استرالیا، اروپا (نروژ، اوکراین)، آفریقا (آفریقای جنوبی، موزامبیک) و آسیا (چین، هند) یافت می ­شود…