7789-68-6 / 四溴化鈦在化工領域的應用

背景及概述^[1][2]

四溴化鈦是一種黃色單斜或立方晶體，易潮解。相對密度2.6(單斜)或3.24(立方)，熔點39℃，沸點230℃。溶于乙醇、乙醚、四氯化碳和氯仿、鹽酸和氫溴酸。遇水則分解，能被堿的水溶液完全分解。它是一種很不穩定的金屬溴化物，其性質介于四碘化鈦和四氯化鈦之間。這類4價鈦的四配物有些關鍵的通性，如路易士酸性較高，且易溶于非極性有機溶劑。TiBr4為抗磁性物質，中心原子的外層電子組態為d0。

結構

應用^[5][3][4][6]

四溴化鈦可作為鈦源制備其他物質，其應用舉例如下：

1. 用于汽車工業用燃油深度脫氮。過程如下：

(1)、燃油首先通過吸附柱，進行吸附，脫除部分極性化合物，所述吸附柱中吸附選自，活性氧化鋁、酸性白粘土、漂白土、活性炭、沸石、水合氧化鋁、硅膠、離子交換樹脂、或它們的組合；

(2)、經過步驟(1)處理的燃油通過精制柱進行深度脫氮；所述精制柱中吸附劑為深度脫氮吸附劑；所述深度脫氮吸附劑的制備方法為：配制硫酸溶液，加入介孔ZSM-5分子篩，攪拌，干燥至恒重；重復多次，直到所述介孔ZSM-5分子篩上硫酸含量為10-20重量%；配置四溴化鈦濃度為1-10%的乙醇溶液；將吸附了硫酸的ZSM-5分子篩加入到所述四溴化鈦乙醇溶液中，稍微加熱，溫度不高于40℃，攪拌反應1-2小時，然后提高溫度到60-80℃下蒸發溶劑，獲得脫氮深度吸附劑。

2. 用于制備氮化鈦陶瓷粉末。氮化鈦(TiN)陶瓷具有高強度、高硬度、耐高溫、耐酸堿侵蝕、耐磨損以及良好的導電性、導熱性等一系列優點，廣泛用于制備金屬陶瓷、切削工具、熔煉金屬用坩堝、熔鹽電解金屬用電極的襯里材料、電觸點和金屬表面的被覆材料等。高質量的粉末原料是獲得高性能產品的先決條件，要制備性能優異的陶瓷材料，往往需要首先制備出高純度、細粒度、燒結性能良好的粉末原料。氮化鈦陶瓷粉末的制備方法有碳熱還原法、金屬直接氮化、化學氣相沉積法等多種，其中碳熱還原法制備的粉末在純度、粒度和形貌、燒結性能等方面具有較大優勢，

另外，該方法成本較低，適宜規模化生產。傳統碳熱還原法制備氮化鈦粉末通常采用二氧化鈦和碳黑為原料，但由于比重和極性差異，二者很難混合均勻，容易造成反應不完全，另外，反應溫度高，反應時間長，因此，該方法有待進一步改善。

有研究通過化學方法制備二氧化鈦和碳的混合前驅物是改善碳熱還原條件和制備細粒度陶瓷粉末的有效途徑之一，其原理是通過化學方法可以改善傳統直接以二氧化鈦陶瓷粉末和碳粉為原料時，增加原料混合的均勻性，同時可以使粒度更小的兩種亞微粒子直接接觸反應，提高反應活性，在較低反應溫度條件下合成高純度、細粒度的陶瓷粉末，其中鈦源包括可溶性鈦鹽四氯化鈦或四溴化鈦；碳源包括葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、可溶性淀粉；氧化劑為硝酸；燃料為尿素；硝酸銨為調配劑；鈦源和碳源的摩爾比Ti∶C=1∶(4~16)；硝酸加硝酸銨與尿素加硝酸銨的摩爾比為(1~12)∶2。將各種原料溶于水后，在100~600℃下加熱，溶液發生燃燒反應后得到前驅物；粉碎后，在200~800℃下預處理0~10小時后在800~1800℃的流動氮氣氣氛中碳熱還原1~10小時，產物經后續處理，得到氮化鈦粉末。前驅物中鈦源和碳源粒度細小、混合均勻，反應活性好，降低碳熱還原反應溫度，提高反應速率，能制備出分散性良好的納米級非氧化物陶瓷粉末。

3. 制備碳化鈦陶瓷粉末。碳化鈦具有高熔點、高硬度和高彈性模量，良好的抗熱震性和化學穩定性，高溫抗氧化性能僅低于碳化硅，碳化鈦是硬質合金的重要原料，因此在結構材料中作為硬質相而被廣泛用于制作耐磨材料、切削刀具材料、機械零件等，還可制作熔煉錫、鉛、鎘、鋅等金屬的坩堝，透明碳化鈦陶瓷是優良的光學材料。碳化鈦優良的耐熱沖擊性能，使它適合于在中性或還原性氣氛中用作特殊的耐火材料。

所述制備方法中鈦源包括可溶性鈦鹽四氯化鈦或四溴化鈦；碳源包括葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、可溶性淀粉；氧化劑為硝酸；燃料為尿素；硝酸銨為調配劑。鈦源和碳源的摩爾比Ti∶C=1∶(4~16)。硝酸、尿素和硝酸銨的配比按照(n硝酸+n硝酸銨)/(2n尿素+n硝酸銨)=(1~12)∶2。將各種原料溶于水后，在100~600℃下加熱，溶液發生燃燒反應后得到前驅物；粉碎后，在200~800℃的下預處理0~10小時后在800~1800℃的流動氬氣氣氛中碳熱還原1~10小時。產物經后續處理，得到碳化鈦粉末。前驅物中鈦源和碳源粒度細小、混合均勻，反應活性好，降低碳熱還原反應溫度，提高反應速率，能制備出分散性能良好的納米級非氧化物陶瓷粉末。

4. 制備選自乙烯均聚物和乙烯與C3-C12高級α-鏈烯的共聚物的α-鏈烯高分子量聚合物的溶液。工藝包括：把選自乙烯和乙烯與至少一種C3-C12高級α-鏈烯的混合物組成的單體、一種配位催化劑和惰性烴類溶劑進料到一個反應器中，在105—320℃范圍內的溫度下使所述單體聚合，和回收由此得到的聚合物。配位催化劑是從下列成分生成的：MgR12和AlR13，其中每個R1和R2可相同或不同，而且是有1-10個碳原子的烷基；一種活潑氯化物成分；一種鈦化合物，選自四氯化鈦、四溴化鈦和化學式為Ti(OR)x的一種化合物，其中x=0-4，R是有1—10個碳原子的烷基；和一種醇。

制備方法

由鈦與溴在360℃下作用而得。

主要參考資料

[1] 化合物詞典

[2] 無機化合物辭典

[3] CN201410614339.0一種汽車工業用燃油深度脫氮方法

[4] CN200910076143.X一種制備氮化鈦陶瓷粉末的方法

[5] CN200910076142.5一種制備碳化鈦陶瓷粉末的方法

[6] CN92112051.6乙烯高溫聚合催化劑的活化方法