Белая краска на основе диоксида титана

Дата публикации: 29 октября 2020

Сотрудники Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева обнаружили, что диоксид титана можно эффективно извлекать из сточных вод предприятий с помощью метода электрофлотации, в котором через растворы пропускают электрический ток. Так его можно делать безопасным для человека и одновременно получать ценный продукт для вторичного использования. Результаты работыопубликованыв журнале Glass and Ceramics.

Диоксид титана широко используют в промышленности. Он помогает при изготовлении лаков и красок, керамики, стекла, резины, бумаги и пластика, косметики, лекарств и средств гигиены, а также в пищевой промышленности в качестве добавки Е-171. Все, что имеет белый цвет, изготовлено с добавлением TiO2. Недавно французские ученые выяснили, что такая добавка небезопасна для человека и для живых организмов в целом. Накапливаясь в организме, она усиливает окислительные процессы и приводит к воспалительным реакциям.

Химики из РХТУ провели исследование и пришли к выводу, что титановые белила можно эффективно извлекать из титановой воды с помощью метода электрофлотации. При использовании этого метода в воду опускают электроды и подают ток, при электролизе выделяются пузырьки газов (H2 и O2), которые захватывают загрязняющие частицы и вместе с ними всплывают на поверхность. Такая техника подходит для очистки сточных вод и технологических растворов от ионов тяжелых и цветных металлов, а также растворимых и нерастворимых органических соединений.

В случае с TiO2 такой способ работал плохо: даже после обработки растворов в течении 1 часа степень извлечения диоксида титана не превышала 80%, то есть каждая пятая из загрязняющих частиц оставалась в воде. Ученые изменили некоторые показатели и смогли решить проблемы. Один из авторов работы, сотрудник технологического центра «Экохимпроект» РХТУ, Артем Колесников прокомментировал проведенное исследование: «Проблема состояла в том, что частицы извлекаемого соединения были малых размеров - всего 5 – 15 мкм. А в этой работе мы подобрали оптимальные концентрации определенных составов, при добавлении которых в загрязненную воду (ее для своих экспериментов мы приготовили в лаборатории), размер частиц значительно возрос, и они стали гидрофобными. Таким образом, из 500 мл воды мы смогли получить 50 мг диоксида титана всего за 5 минут, выловить все его мельчайшие частицы размерами до 1 микрон. А максимальный коэффициент извлечения в наших опытах был равен 96 %». 

Эксперимент решил задачу эффективной очистки воды от потенциально опасного элемента и задачу получения сырья – диоксида титана - для вторичного использования в промышленности. Результаты исследования будут полезны в машиностроении, гальванохимии, производстве печатных плат и многих других производствах, где широко применяется эта добавка. Дальнейшие планы исследователей связаны с адаптацией технологии для извлечения порошков оксидов, нитридов и гидроксидов других металлов из сточных вод. 

Микрофотографии образцов TiO2. Увеличение в 1069 (слева) и 2047 раз (справа). Источник изображения: Glass and Ceramics, Springer.

Источник: РХТУ

Поделиться: