Способ получения фосфата титана

Результат выполнения конструкторско-технологической разработки заключается в получении монофазного фосфата титана с повышенной сорбционной емкостью при более низкой продолжительности способа. Технический результат достигается тем, что в способе получения фосфата титана, включающем смешение фосфорной кислоты и твердого титансодержащего прекурсора, в качестве которого используют кристаллический титанилсульфат моногидрат, при мольном отношении TiO2:Р2О5=1:(0,5-1,0), взаимодействие компонентов смеси с формированием титанофосфатного полупродукта, его отделение, водную промывку и термообработку с получением целевого продукта, согласно изобретению, взаимодействие компонентов смеси осуществляют в режиме механоактивации в планетарной мельнице в течение 30-60 мин при скорости вращения барабанов 400-600 об/мин, водную промывку титанофосфатного полупродукта ведут при Т:Ж=1:(2-5), а термообработку - при 60-70°С. Существенные признаки заявленного способа соотносятся с результатом следующим образом: осуществление взаимодействия компонентов смеси в режиме механоактивации в планетарной мельнице в течение 30-60 минут при скорости вращения барабанов 400-600 об/мин сопровождается выделением тепла и разрывом химических связей твердого прекурсора за счет ударно-истирательного механизма действия. На вновь образованных поверхностях формируются центры с повышенной реакционной способностью, что значительно сокращает время синтеза титанофосфатного полупродукта. Возможность направленного регулирования структурно-фазовой организации фосфата титана состава TiO(OH)H2PO4•2H2O позволила существенно улучшить сорбционные свойства конечного продукта по сравнению с известными сорбентами на основе индивидуальных фосфатов титана. Конструкторско-технологическая разработка относится к способам получения соединений на основе фосфатов поливалентных металлов, в частности, фосфата титана, и может быть использована в производстве неорганических ионообменных материалов, прекурсоров для катализаторов, биосенсоров и электрохимически активных материалов. Синтезированный сорбент можно использовать для создания аккумуляторов. Заявляемый способ позволяет получить монофазный фосфат титана с повышенной сорбционной емкостью и характеризуется более низкой продолжительностью. С учетом состава титанофосфатной фазы способ, согласно изобретению, может быть реализован с применением стандартного оборудования, а полученный продукт использован в качестве сорбционного материала для очистки жидких радиоактивных отходов, а также стоков промышленных предприятий. Термической обработкой частично замещенных катионами лития кислых фосфатов титана ученые получили композит материала, содержащего равномерно распределенный твердый электролит со структурой типа NASICON, обладающий высокой ионной проводимостью. Использование такого материала в качестве анода позволит обеспечить создание более энергоемкой электрохимической системы с повышенным потенциалом химического источника тока без разложения электролита. Новый метод отличается простотой, низкой стоимостью и заключается во взаимодействии кристаллического титанилсульфата аммония с фосфорной кислотой (такой твердый прекурсор никогда ранее не использовался для синтеза TiHP). Применение именно этого сырья в качестве источника титана позволило значительно сократить количество стадий синтеза и объем стоков, использовать разбавленную фосфорную кислоту и получить фосфат титана необходимого состава экологически безопасным способом. На Кольском полуострове титанилсульфат аммония доступен и производится из минерала титанита, побочного продукта переработки апатит-нефелиновой руды.