Uporaba nano titanovega(IV) oksida
Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega(IV) oksida TKI HRASTNIK, d.d. mag. Urška Jerman Ljubljana, 7. in 8. september 2011 150 let Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Predstavitev TKI Hrastnik in njene glavne dejavnosti Razvoj, proizvodnja in predelava : baznih industrijskih kemikalij - anorganski fosfati (tehnične, feed, prehrambene kvalitete) - proizvodi kloralkalne elektrolize (HCl, NaOH, tekoči Cl2, NaOCl) specialnih in laboratorijskih kemikalij izdelkov široke potrošnje (čistila, detergenti, mineralna gnojila, izdelki za osebno nego, prehrambeni dodatki, aditivi za tekstilno industrijo, sredstva za obdelavo vod,..) 3 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Razvoj novih dejavnosti laboratorijski postopek priprave kovinskih oksidov (d<100 nm) postavitev pilotne proizvodne linije za pripravo nano delcev kovinskih oksidov (Kolektor Nanotesla, Kolektor Sinabit, Helios) 4 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Opis, sestava materiala in glavne karakteristike TiO2 - - bel pigment (zelo dobra pokrivnost) visok lomni količnik (rutil 2.1 in anatas 1.9) netopen v vodi, alkalijah in večini kovin topen v žveplovi(VI) kislini in koncentriranih vodnih raztopinah vodikovega flourida in klorida kemijsko inerten, nestrupen, biološko neaktiven kristalna struktura: rutil, anatas 5 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Posebnosti materiala, nove lastnosti TiO2 (< 100 nm) manjši delci, večja specifična površina →boljša transparentnost premaza, boljša učinkovitost posebne funkcionalne lastnosti - fotokatalitska aktivnost (proti zameglitveni učinek, čiščenje zraka, čiščenje vode, samočistilnost, t.i. lotus efekt) absorpcija UV svetlobe - 6 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Opis, sestava materiala in glavne karakteristike nano TiO2 (anatas) bel prah, netopen v vodi T (tališča)=1855°C specifična gostota=3,84 g/cm3 d(BET)= 37 nm sferična oblika delcev fotokatalitska aktivnost (samočistilne fasade, baktericid pri čiščenju odpadnih vod, polprevodnik v fotocelicah) 7 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Opis, sestava materiala in glavne karakteristike dispergiranje aglomeriranega nano TiO2 v različne medije a) vodna disperzija TiO2 (anatas) bela viskozna disperzija suha snov (TiO2) =50 ut.% d(BET)=42 nm b) disperzija TiO2 (anatas) v org. vezivnem sistemu bela viskozna disperzija TiO2 do 10 ut.% d(BET)=39 nm 8 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida slika 1: vodna disperzija nano titanovega(IV) oksida (anatas) – TEM posnetek 9 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida slika 2: vodna disperzija nano titanovega (IV) oksida v kristalni strukturi anatas – DLS meritev 10 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Opis, sestava materiala in glavne karakteristike nano TiO2 (rutil) bel prah, netopen v vodi T (tališča)=1855°C specifična gostota=4,26 g/cm3 d(BET) =41 nm UV absorpcija → zaščita površin, podaljšanje življenjske dobe 11 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida dispergiranje aglomeriranega nano TiO2 v različne medije pigmentirana vodna disperzija TiO2 (rutil) viskozna disperzija suha snov (TiO2) =30ut.% specifična gostota=1,300 g/cm3 d(BET)= 38 nm 12 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida slika 3: vodna disperzija nano titanovega (IV) oksida v kristalni strukturi rutil – DLS meritev 13 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida (1) – premaz z dodatkom nano titanovega(IV) oksida v kristalni strukturi rutil (2) – premaz brez dodatka (1) (2) slika 4: testiranje učinkovitosti UV zaščite lesnih premazov z dodatkom disperzij nano titanovega(IV) oksida (rutil) (prisiljeno staranje - 6 tedenski testi izpostave vzorcev v UV komori) 14 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Uporabljene tehnologije in oprema - sinteza nanodelcev (precipitacija hidroksidov anorganskih soli iz homogene raztopine) - visokotemperaturna termična obdelava (kristalna struktura) - dispergiranje aglomeriranih delcev - homogenizacija in visokoenergetsko mletje prahov (30-100 nm, ozka porazdelitev velikosti delcev) 15 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Stanje razvoja, trendi razvoja, potenciali, cilji Razvoj novih materialov (d<100 nm): - TiO2 (disperzije nano TiO2 anatas, rutil), SiO2 (amorfni, koloidni), Al2O3, ZnO, Ag - 16 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Lastnosti zaščitnih premazov z nanodelci kovinskih oksidov - bistveno boljše antikorozijske lastnosti (nano ZnO: zaščitni premazi za kovino,… - antibakterijsko delovanje premazov (nano ZnO ali nano Ag: zaščita bolnišničnih prostorov, izdelki bele tehnike,…) - višja trdnost in odpornost na razenje oz. mehanske poškodbe (nano SiO2 ali nano Al2O3: avtomobilska industrija, zunanji deli izdelkov bele tehnike,…) - fotokatalitska aktivnost : samočistilno sredstvo (nano TiO2 anatas: fasadni premazi, zaščitni premazi za steklo,…) - UV zaščita (nano TiO2 rutil : zaščitni premazi za les, avtomobilski premazi,..) 17 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Možne aplikacije nano materialov, potencialna uporaba, povezave z uporabniki Proizvodnja zaščitnih premazov, čistil Avtomobilska industrija Proizvodnja specialne keramike (elektrokeramika) Proizvodnja sintetičnih vlaken 18 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida Industrija barv, lakov Kozmetična industrija Industrija optičnih stekel Fotovoltaika Ekologija (katalizator odstranitve N oksidov iz odpadnih plinov ali razgradnje organskih nečistoč v odpadnih vodah) 19 Konferenca o naprednih materialih 2011 Uporaba nano titanovega (IV) oksida HVALA ZA VAŠO POZORNOST ! 20
© Copyright 2024