Какво е титанов диоксид?
Основният компонент на титановия диоксид е TIO2, който е важен неорганичен химичен пигмент под формата на бяло твърдо вещество или прах. Той е нетоксичен, има висока белота и яркост и се счита за най-добрия бял пигмент за подобряване на белотата на материалите. Той се използва широко в индустрии като покрития, пластмаси, каучук, хартия, мастило, керамика, стъкло и др.
Ⅰ.Диаграма на веригата в индустрията за производство на титанов диоксид:
(1）Нагоре по веригата на индустрията за титанов диоксид се състои от суровини, включително илменит, титанов концентрат, рутил и др.;
(2Средният поток се отнася до продукти от титанов диоксид.
(3) Низходящата линия е областта на приложение на титановия диоксид.Титановият диоксид се използва широко в различни области като покрития, пластмаси, производство на хартия, мастило, каучук и др.
Ⅱ. Кристалната структура на титанов диоксид:
Титановият диоксид е вид полиморфно съединение, което има три често срещани кристални форми в природата, а именно анатаз, рутил и брукит.
Както рутилът, така и анатазът принадлежат към тетрагонална кристална система, която е стабилна при нормална температура; брукитът принадлежи към орторомбична кристална система с нестабилна кристална структура, така че в момента има малка практическа стойност в промишлеността.
Сред трите структури, рутиловата фаза е най-стабилната. Анатазната фаза необратимо се трансформира в рутил над 900°C, докато брукитовата фаза необратимо се трансформира в рутил над 650°C.
(1) Титанов диоксид от рутилова фаза
В титановия диоксид от рутиловата фаза, атомите Ti са разположени в центъра на кристалната решетка, а шест кислородни атома са разположени в ъглите на титаниево-кислородния октаедър. Всеки октаедър е свързан с 10 околни октаедъра (включително осем споделени върха и два споделени ръба), а две молекули TiO2 образуват единична клетка.
Схематична диаграма на кристална клетка от рутилна фаза титанов диоксид (вляво)
Метод на свързване на октаедър от титанов оксид (вдясно)
(2) Анатазна фаза титанов диоксид
В титанов диоксид от фаза анатаз, всеки титаниево-кислороден октаедър е свързан с 8 околни октаедъра (4 споделящи ръба и 4 споделящи върха), а 4 молекули TiO2 образуват единична клетка.
Схематична диаграма на кристална клетка от рутилна фаза титанов диоксид (вляво)
Метод на свързване на октаедър от титанов оксид (вдясно)
Ⅲ.Методи за приготвяне на титанов диоксид:
Производственият процес на титанов диоксид включва главно процес със сярна киселина и процес на хлориране.
(1) Процес със сярна киселина
Процесът на производство на титанов диоксид със сярна киселина включва реакция на ацидолиза на титанов железен прах с концентрирана сярна киселина, за да се получи титанов сулфат, който след това се хидролизира, за да се получи метатитанова киселина. След калциниране и раздробяване се получават продукти от титанов диоксид. Този метод може да доведе до производството на анатаз и рутил титанов диоксид.
(2) Процес на хлориране
Процесът на хлориране за производство на титанов диоксид включва смесване на рутил или прах от шлака с високо съдържание на титан с кокс и последващо хлориране при висока температура за получаване на титанов тетрахлорид. След високотемпературно окисление, продуктът титанов диоксид се получава чрез филтриране, промиване с вода, сушене и раздробяване. Процесът на хлориране за производство на титанов диоксид може да доведе само до получаване на продукти от рутил.
Как да се различи автентичността на титановия диоксид?
I. Физически методи:
(1）Най-лесният метод е да сравните текстурата чрез допир. Фалшивият титанов диоксид се усеща по-гладък, докато истинският титанов диоксид се усеща по-грапав.
(2）Ако сложите малко титанов диоксид върху ръката си, като изплакнете с вода, фалшивият се отмива лесно, докато истинският не се отмива лесно.
(3）Вземете чаша чиста вода и пуснете титанов диоксид в нея. Този, който изплува на повърхността, е истински, докато този, който се утаи на дъното, е фалшив (този метод може да не работи за активирани или модифицирани продукти).
(4）Проверете разтворимостта му във вода. Обикновено титановият диоксид е разтворим във вода (с изключение на титановия диоксид, специално предназначен за пластмаси, мастила и някои синтетични титанови диоксиди, които са неразтворими във вода).
II. Химични методи:
(1) Ако се добави калциев прах: Добавянето на солна киселина ще предизвика бурна реакция със скърцащ звук, придружена от образуването на голям брой мехурчета (защото калциевият карбонат реагира с киселината, за да произведе въглероден диоксид).
(2) Ако се добави литопон: Добавянето на разредена сярна киселина или солна киселина ще предизвика миризма на развалени яйца.
(3) Ако пробата е хидрофобна, добавянето на солна киселина няма да предизвика реакция. Въпреки това, след намокрянето ѝ с етанол и последващото добавяне на солна киселина, ако се образуват мехурчета, това доказва, че пробата съдържа покрит прах от калциев карбонат.
III. Съществуват и два други добри метода:
(1) Чрез използването на същата формула от PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% титанов диоксид на прах, колкото по-ниска е якостта на получения материал, толкова по-автентичен е титановият диоксид (рутил).
(2) Изберете прозрачна смола, като например прозрачен ABS с добавен 0,5% титанов диоксид на прах. Измерете нейната светлопропускливост. Колкото по-ниска е светлопропускливостта, толкова по-автентичен е титановият диоксид на прах.
Време на публикуване: 31 май 2024 г.
