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海绵钛真空自耗电弧熔炼钛（合金）锭工艺与设备---乘钒钛文化之风创钒钛产业之都原创邹建新孙青竹教授等钛和钛合金铸锭生产工艺流程如图4.9.5所示。
下面分别按步骤进行介绍。
1. 炉料准备熔炼钛及钛合金铸锭的炉料包括海绵钛、钛残料、纯金属及中间合金添加剂。
（1）海绵钛生产不同牌号的钛及钛合金锭应选用不同级别的海绵钛。
在选用海绵钛级别时，主要是依据铸锭级别和牌号。
碘化钛专供生产TA0之用，TAl级基本上使用一级品海绵钛，TA2和TA3则可根据力学性能要求搭配使用。
海绵钛+残钛料+合金元素→→→→→→→→钛锭→图4.9.5 真空自耗电弧炉熔炼铸锭工艺流程（2）残钛料为了综合利用和降低成本，就要尽量将未被混料的残钛返回入炉，加以利用。
作为钛及钛合金炉料的钛残料，是预先经过净化处理、碎化、严格检验而不带氧化层、低密度及高密度夹杂物的干净残料。
其形式有屑状、条状、块状等。
块状残料的净化，需根据残钛表面氧化皮的厚度分别处理。
对于氧化不严重的残钛，用HF和HN03混合酸液酸洗，然后再水洗；对于氧化严重的残钛，必须先用喷砂等机械加工方法去除氧化皮，接着用HF和HNO，混合酸液酸洗，然后再水洗。
（3）合金添加剂各种合金元素和钛之间的物理性质(主要是熔点和密度)相差甚大，合金元素的加入可用纯金属和中间合金两种形式。
其中锰、铁、铜、铬和锆等可以以纯金属形式加入，钼、锡、硅和铝、钒、硼等常以中间合金形式加入。
具体的加入形式需根据不同牌号的合金灵活应用。
2. 原料处理（1）含钛物料商品海绵钛尽可能选用粒级合格的。
当海绵钛粒度不合格时，应进一步在颚式破碎机上破碎到粒度符合工艺要求为止。
随后，在真空烘干箱中干燥，干燥的目的是除去表面吸附的水分。
真空烘干条件：温度约120～180℃；真空度约5Pa；保温时间4～6h，然后可直接出炉。
返回料，包括残钛边角料和钛屑，一定要牌号相同，加工成的粒度和海绵钛大致相同，经除油、除氧化皮及干燥等处理后方可使用。
纳米TiO2的制备方法综述纳米二氧化钛是一种新型的无机材料,粒径在10nm～50nm，具有粒径小、比表面积大、磁性强、光催化、吸收性能好,吸收紫外线能力强 ,表面活性大、热导性好、分散性好、所制悬浮液稳定、对人体无毒、价格低廉等优点，故其在诸多半导体光催化剂中脱颖而出，应用领域至今已遍及有机废水的降解、重金属离子的还原、空气净化、杀菌、防雾等众多方面。
由于其独特的性能和广泛的用途 , 纳米二氧化钛受到了国内外科学界的高度重视。
目前，纳米二氧化钛的制备根据反应物的相态，可以分为固相法、气相法和液相法，其中液相法是比较常用的一种制备方法固相法合成纳米二氧化钛是利用热分解或固相—固相的变化来进行的。
基础的固相法是钛或钛的氧化物按一定的比例充分混合 ,研磨后进行煅烧 ,通过发生固相反应直接制得纳米TiO2粉体 ,或者是再次粉碎得到TiO2纳米粉体。
固相法主要包括热分解法，固相反应法，火花放电法等。
固相法的主要优点是：经济，工艺过程和设备简单，但是耗能较大；由于固相反应反应不充分，因此产物的纯度不能得到很好的保证；此外由于固相法一般需要高温煅烧，得到的产物一般粒度大且分布不均匀。
因此，固相法只适用于对产品纯度和粒度要求不高的情况。
气相法指直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体 ,使之在气体状态下发生物理或化学反应 , 最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米TiO2的方法。
用气相法制备的二氧化钛纳米粒子具有粒度细、化学活性高、粒子呈球形、单分散性好、凝聚粒子少、可见光透过性好、吸收紫外线的能力强等特点，易于工业放大，实现连续生产。
目前常见的方法有气相合成法和气相沉积法。
气相合成法是一种传统的方法。
其生产原理如下：Ti+2Cl2=TiCl4TiCl4+2H2+O2=TiO2+4HCl↑与其他方法相比，气相氢氧焰水解法[1]有以下优点：原料TiCl4获得容易，产品无需粉碎，生成的例子凝聚少，纯度高，粒度小，且粒度分布均匀。
纳米TiO2的制备及其光催化性能的检验实验报告一、实验目的：1、了解纳米TiO2的性质及应用。
2、掌握制备纳米TiO2的原理和方法，并比较不同方法的优缺点。
3、掌握检验纳米TiO2光催化性能的一般方法。
4、掌握离心机、分光光度计等仪器的使用方法。
二、性质：（1）基本化学性质：纳米TiO2化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水、稀酸,溶于氢氟酸和热浓硫酸。
不与空气中CO2 ,SO2 ,O2等反应,具有生物惰性。
纳米TiO2具有热稳定性,无毒性。
与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。
相对密度约4.0。
熔点1855℃。
（2）光催化：纳米TiO2是一种n型半导体材料,禁带宽度较宽,其中锐钛型为3.2eV,金红石型为3.0eV,当它吸收了波长小于或等于387.5nm 的光子后,价带中的电子就会被激发到导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+,吸附在TiO2表面的氧俘获电子形成•O2-,而空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成具有强氧化性的•OH,反应生成的原子氧、氢氧自由基都有很强的化学活性, 氧化降解大多数有机污染物,同时空穴本身也可夺取吸附在半导体表面的有机物质中的电子,使原本不吸收光的物质被直接氧化分解,这两种氧化方式可能单独起作用也可能同时起作用,对于不同的物质两种氧化方式参与作用的程度有所不同。
这些原子氧、氢氧自由基和空穴还能与细菌内的有机物反应,生成CO2、H2O 及一些简单的无机物,从而杀死细菌,清除恶臭和油污。
此外,半导体表面产生的高活性电子具有很强的还原能力,电子受体可直接接受光生电子而被还原, 故也可用来还原去除环境中的某些特定污染物,如: Cu2+等有毒离子。
另外,光催化效率与激发态电子、空穴到达表面的时间有关, 纳米TiO2粒子作为光催化剂, 其粒径越小,电子、空穴到达反应表面的数量越多,光催化效率越高但是,由于TiO2本身禁带宽, 产生的电子-空穴对不仅极易复合而且寿命较短, 光响应范围较窄, 使光催化活性受到了一定的限制,且利用的光谱范围受到一定的限制。
海绵钛生产工艺导言：海绵钛是一种常用的金属材料，在航空航天、汽车制造、化工等领域有着广泛的应用。
海绵钛生产工艺是指将钛矿石经过一系列的物理和化学处理，制成可用于各种生产过程的海绵状钛金属。
本文将介绍海绵钛的生产工艺流程和相关的工艺参数。
一、原料准备生产海绵钛的首要步骤是原料准备。
通常采用的原料是钛矿石，如金红石矿石、钛铁矿石等。
首先需要进行矿石的选矿和研磨，以确保矿石中的有用成分得到充分利用。
选矿过程中需要根据矿石的性质进行浮选、重选等物理处理，去除其中的杂质和非金属矿物。
然后对选矿后的矿石进行研磨，使其颗粒度适合后续的冶炼过程。
二、氯化法还原氯化法还原是生产海绵钛的关键步骤之一。
在该工艺中，研磨后的钛矿石与氯化剂（通常为氯化钠）一同放入还原炉中进行还原反应。
在高温下，钛矿石中的金属钛与氯化剂反应生成氯化钛。
该反应的化学方程式为TiO2 + 2Cl2 + 2C → TiCl4 + 2CO。
在反应过程中，还需要控制适当的温度和氯化剂的用量，以确保反应的顺利进行。
三、氯化钛精炼氯化钛精炼是对还原后的氯化钛进行处理，以提高钛金属纯度的过程。
首先，将还原后的氯化钛蒸发至一定浓度，然后通过减压蒸馏的方法将其中的杂质物质去除，得到较为纯净的氯化钛。
接下来，将氯化钛与镁粉反应，生成镁氯化物和钛金属。
该反应的化学方程式为TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2。
通过该反应可以将氯化钛中的杂质进一步去除。
四、钛金属粉末制备将得到的钛金属通过研磨和筛分等工艺处理，制备成不同颗粒度的钛金属粉末。
钛金属粉末的颗粒度可以根据不同的需求进行调整。
钛金属粉末是制备海绵钛的基础原料，其颗粒度和纯度对最终产品的性能有着重要影响。
五、海绵钛制备海绵钛的制备是利用钛金属粉末进行烧结的过程。
首先，将钛金属粉末与一定比例的钛粉混合均匀，然后将混合物放入烧结炉中进行烧结。
在高温下，钛金属粉末之间发生扩散和烧结，形成海绵状的钛金属结构。
TiO2基半导体的制备工艺与掺杂改性孟雪原 2012208052二氧化钛具有以下特点：(l) 光催化活性高(吸收紫外光性能强，价带和导带之间的能隙大，光生电子和空穴的还原性和氧化性强)；(2) 化学性质稳定(耐酸碱和光化学腐蚀)，对生物无毒副作用；(3) 在可见光区无吸收，可制成白色块料或透明薄膜；(4) 原料来源丰富。
因此，TiO2是当前最有应用潜力光催化剂。
但是在工业化进程中，还存在一系列问题有待解决。
其中一个重要的问题是悬浮相的TiO2光催化剂过滤分离困难，催化剂损失量大，难于二次使用。
采用TiO2薄膜则能有效解决这一难题。
常用的TiO2制备方法包括阳极氧化法、直接氧化法、溶胶-凝胶法、涂覆法、电沉积法等。
在这里我们不做细致的探讨。
目前，常见的TiO2纳米材料的制备方法主要有电纺丝法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法和水热法。
化学气相沉积法是一种化学气相生长法，简称CVD。
CVD法制备的纳米材料纯度高、结晶性好，反应速率高、方法简单。
2011年Jvjun Yuan等人用CVD 法在硼掺杂的金刚石薄膜上以ZnO纳米线阵列为模板制备了n型TiO2纳米管阵列，与在未惨杂的金刚石薄膜上所做的TiO2纳米管的光催化性质相比，在硼渗杂的金刚石薄膜上所制备的n型TiO2纳米管阵列具有良好的光催化性质，这是因为n型TiO2纳米管阵列与硼接杂的金刚石薄膜形成了p-n结，有利于光生电子空穴对的分离，从而提高其光催化活性。
静电纺丝法是一种能够直接、连续制备纳米纤维的方法，其制造装置简单、成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控。
纳米纤维的形貌与外加电压和射流速度有关。
实验结果表明：所加电压越大，纳米纤维的直径越小；而射流速度越大，纳米纤维的直径会越大。
溶胶-凝胶法是指用金属醇盐或无机盐作为前驱物，使其经过溶液、溶胶、凝胶等过程然后固化，最后经过热处理而成为氧化物或其它固体化合物的方法，简称sol-gel法。
该方法所得纳米材料产量大，分布均勾，纯度高，煅烧温度低，反应易控制，但成本高，且工艺时间较长。
1.纳米TiO 2粉体制备方法1.1.物理法1.1.1.气相冷凝法:预先处理为气相的样品在液氮的气氛下冷凝成核制得纳米TiO2 粉体,但该法不适于制备沸点较高的半导体氧化物1.1.2.高能球磨法:工艺简单,但制得的粉体形状不规则,颗粒尺寸分布宽,均匀性差1.2.化学法1.2.1.固相法:依靠固体颗粒之间的混合来促进反应,不适合制备微粒1.2.2.液相法:就是将钛的氯化物或醇盐先水解生成氢氧化钛(或羟基氧钛) ,再经煅烧得到TiO2. 研究最广泛。
以四氯化钛为原料,其反应为TiCl4 + 4H2O → Ti (OH) 4 + 4HCl ,Ti (OH) 4 → TiO2 + 2H2O.以醇盐为原料,其反应为Ti (OR) 4 + 4 H2O → Ti (OH) 4 + 4 ROH ,Ti (OH) 4TiO2 + 2 H2O.−−−→煅烧主要包括硫酸法、水解法、溶胶-凝胶(Sol2gel) 法、超声雾化、热解法等。
溶胶- 凝胶法就是将钛醇盐制备成二氧化钛溶胶. 为了得到多孔催化剂,通常采用煅烧等方法将凝胶进行干燥,去除溶剂,制得干凝胶. Dagan 等[25 ]采用超临界干燥法所制得的TiO2气凝胶孔隙率为85 % ,比表面积高达600 m2·g - 1 ,晶粒尺寸为5. 0 nm ;对水杨酸的光催化氧化表明该催化剂具有比Degussa P - 25 TiO2粉末更高的催化活性.1.2.3.气相法:其核心技术是反应气体如何成核的问题. 通过四氯化钛与氧气反应或在氢氧焰中气相水解获得纳米级TiO2 ,目前德国Degussa 公司P-25 粉末光催化剂是通过该法生产的常用的化学制备方法有溶胶-凝胶法、沉淀法、水解法、喷雾热解法、水热法和氧化- 还原法等。
2.纳米TiO2薄膜制备方法：除了与粉体制备相同的制备方法如溶胶-凝胶法、热解法外,还有液相沉积法、化学气相沉积法、磁控溅射法等。
2.1.溶胶-凝胶法(Sol-Gel)：制备的薄膜纯度高,且制备工艺简单,易批量生产;2.2.水热合成法：通过水解钛的醇盐或氯化物前驱体得到无定形沉淀，然后在酸性或碱性溶液中胶溶得到溶胶物质，将溶胶在高压釜中进行水热Ostwald熟化。
TiO2光催化剂的制备与研究概况昆明理工大学摘要：TiO2是目前最受关注的光催化剂之一，本文综述了TiO2光催化原理，制备方法及其作为光催化剂在污水处理、空气净化和抗菌等方面的应用。
关键词：TiO2催化剂制备应用Preparation and research of TiO2 as photocatalystHui fumei（Kunming University of Science and Technology）Abstract：Ti02 is one of the most promising photocatalysts at present．The mechanism and the synthesis of the photocatalytsts，and its application in water treatment，air purification and anti—bacteria were reviewed．Keywords ：TiO2 photocatalysts preparation application引言TiO2是一种非常优秀的催化剂，以其活性高、热稳定性好、持续时间长、价格便宜所以倍受人们重视。
广泛应用在传感器[1]、太阳能电池[2]、锂离子电池[3]、催化剂[4]、颜料[5]、化妆品、过滤陶瓷二氧化钛纳滤膜[6]、吸附等领域。
尤其在自然环境日趋恶化、污染十分严重，水资源不断减少的今天，TiO2光催化剂的应用研究具有非常重要的意义。
虽然TiO2光催化剂在光催化反应的应用已取得不少成绩。
在研究和应用中却依然存在很多问题需要解决。
二氧化钛光催化剂的催化活性受到各方面因素的影响：首先TiO2是宽禁带材料，仅能吸收太阳光谱的紫外光部分，通常需要用紫外光源来激发，太阳能利用效率低，这限制了其实际的应用：其次在制备和回收过程中，超细纳米粒子的过滤极为困难；第三纳米粉体在存放过程中容易团聚。
