Τι είναι το διοξείδιο του τιτανίου;
Το κύριο συστατικό του διοξειδίου του τιτανίου είναι το TIO2, το οποίο είναι μια σημαντική ανόργανη χημική χρωστική ουσία με τη μορφή λευκού στερεού ή σκόνης. Είναι μη τοξικό, έχει υψηλή λευκότητα και φωτεινότητα και θεωρείται η καλύτερη λευκή χρωστική ουσία για τη βελτίωση της λευκότητας των υλικών. Χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανίες όπως επιστρώσεις, πλαστικά, καουτσούκ, χαρτί, μελάνι, κεραμικά, γυαλί κ.λπ.
Ⅰ.Διάγραμμα αλυσίδας βιομηχανίας διοξειδίου του τιτανίου:
（1）Το ανοδικό στάδιο της βιομηχανικής αλυσίδας διοξειδίου του τιτανίου αποτελείται από πρώτες ύλες, όπως ιλμενίτη, συμπύκνωμα τιτανίου, ρουτίλιο κ.λπ.
（2）Το μεσαίο ρεύμα αναφέρεται σε προϊόντα διοξειδίου του τιτανίου.
(3) Το κατάντη είναι το πεδίο εφαρμογής του διοξειδίου του τιτανίου.Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς όπως οι επιστρώσεις, τα πλαστικά, η χαρτοποιία, το μελάνι, το καουτσούκ κ.λπ.
Ⅱ. Η κρυσταλλική δομή του διοξειδίου του τιτανίου:
Το διοξείδιο του τιτανίου είναι ένα είδος πολυμορφικής ένωσης, η οποία έχει τρεις κοινές κρυσταλλικές μορφές στη φύση, συγκεκριμένα την ανατάση, το ρουτίλιο και τον μπρουκίτη.
Τόσο το ρουτίλιο όσο και η ανατάση ανήκουν στο τετραγωνικό κρυσταλλικό σύστημα, το οποίο είναι σταθερό υπό κανονική θερμοκρασία. Ο μπρουκίτης ανήκει στο ορθορομβικό κρυσταλλικό σύστημα, με ασταθή κρυσταλλική δομή, επομένως έχει μικρή πρακτική αξία στη βιομηχανία προς το παρόν.
Μεταξύ των τριών δομών, η φάση του ρουτιλίου είναι η πιο σταθερή. Η φάση ανατάσης θα μετατραπεί μη αναστρέψιμα σε φάση ρουτιλίου πάνω από τους 900°C, ενώ η φάση μπρουκίτη θα μετατραπεί μη αναστρέψιμα σε φάση ρουτιλίου πάνω από τους 650°C.
(1) Διοξείδιο του τιτανίου σε ρουτιλική φάση
Στη φάση ρουτιλίου διοξείδιο του τιτανίου, τα άτομα Ti βρίσκονται στο κέντρο του κρυσταλλικού πλέγματος και έξι άτομα οξυγόνου βρίσκονται στις γωνίες του οκταέδρου τιτανίου-οξυγόνου. Κάθε οκτάεδρο συνδέεται με 10 περιβάλλοντα οκτάεδρα (συμπεριλαμβανομένων οκτώ που μοιράζονται κορυφές και δύο που μοιράζονται ακμές) και δύο μόρια TiO2 σχηματίζουν ένα μοναδιαίο κελί.
Σχηματικό διάγραμμα κρυσταλλικού στοιχείου ρουτιλικής φάσης διοξειδίου του τιτανίου (αριστερά)
Η μέθοδος σύνδεσης του οκταέδρου οξειδίου του τιτανίου (δεξιά)
(2) Διοξείδιο του τιτανίου σε φάση ανατάσης
Στη φάση ανατάσης διοξειδίου του τιτανίου, κάθε οκτάεδρο τιτανίου-οξυγόνου συνδέεται με 8 περιβάλλοντα οκτάεδρα (4 που μοιράζονται ακμές και 4 που μοιράζονται κορυφές) και 4 μόρια TiO2 σχηματίζουν ένα μοναδιαίο κελί.
Σχηματικό διάγραμμα κρυσταλλικού στοιχείου ρουτιλικής φάσης διοξειδίου του τιτανίου (αριστερά)
Η μέθοδος σύνδεσης του οκταέδρου οξειδίου του τιτανίου (δεξιά)
Μέθοδοι παρασκευής διοξειδίου του τιτανίου:
Η διαδικασία παραγωγής διοξειδίου του τιτανίου περιλαμβάνει κυρίως τη μέθοδο θειικού οξέος και τη μέθοδο χλωρίωσης.
(1) Διαδικασία θειικού οξέος
Η διεργασία παραγωγής διοξειδίου του τιτανίου με θειικό οξύ περιλαμβάνει την αντίδραση οξεόλυσης σκόνης σιδήρου τιτανίου με πυκνό θειικό οξύ για την παραγωγή θειικού τιτανίου, το οποίο στη συνέχεια υδρολύεται για την παραγωγή μετατιτανικού οξέος. Μετά την πύρωση και τη σύνθλιψη, λαμβάνονται προϊόντα διοξειδίου του τιτανίου. Αυτή η μέθοδος μπορεί να παράγει ανατάση και ρουτίλιο διοξείδιο του τιτανίου.
(2) Διαδικασία χλωρίωσης
Η διαδικασία χλωρίωσης για την παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου περιλαμβάνει την ανάμειξη σκόνης ρουτιλίου ή σκωρίας υψηλής περιεκτικότητας σε τιτάνιο με οπτάνθρακα και στη συνέχεια την χλωρίωση σε υψηλή θερμοκρασία για την παραγωγή τετραχλωριούχου τιτανίου. Μετά την οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία, το προϊόν διοξειδίου του τιτανίου λαμβάνεται μέσω διήθησης, πλύσης με νερό, ξήρανσης και σύνθλιψης. Η διαδικασία χλωρίωσης για την παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου μπορεί να παράγει μόνο προϊόντα ρουτιλίου.
Πώς να διακρίνετε την αυθεντικότητα του διοξειδίου του τιτανίου;
I. Φυσικές Μέθοδοι:
（1）Η απλούστερη μέθοδος είναι να συγκρίνετε την υφή με την αφή. Το ψεύτικο διοξείδιο του τιτανίου είναι πιο λείο, ενώ το γνήσιο διοξείδιο του τιτανίου είναι πιο τραχύ.
（2）Ξεπλένοντας με νερό, αν βάλετε λίγο διοξείδιο του τιτανίου στο χέρι σας, το ψεύτικο ξεπλένεται εύκολα, ενώ το γνήσιο δεν ξεπλένεται εύκολα.
（3）Πάρτε ένα φλιτζάνι καθαρό νερό και ρίξτε μέσα διοξείδιο του τιτανίου. Αυτό που επιπλέει στην επιφάνεια είναι γνήσιο, ενώ αυτό που κατακάθεται στον πυθμένα είναι ψεύτικο (αυτή η μέθοδος μπορεί να μην λειτουργήσει για ενεργοποιημένα ή τροποποιημένα προϊόντα).
（4）Ελέγξτε τη διαλυτότητά του στο νερό. Γενικά, το διοξείδιο του τιτανίου είναι διαλυτό στο νερό (εκτός από το διοξείδιο του τιτανίου που έχει σχεδιαστεί ειδικά για πλαστικά, μελάνια και ορισμένα συνθετικά διοξείδιο του τιτανίου, τα οποία είναι αδιάλυτα στο νερό).
ΙΙ. Χημικές μέθοδοι:
(1) Εάν προστεθεί σκόνη ασβεστίου: Η προσθήκη υδροχλωρικού οξέος θα προκαλέσει έντονη αντίδραση με έναν ήχο τριξίματος, συνοδευόμενη από την παραγωγή μεγάλου αριθμού φυσαλίδων (επειδή το ανθρακικό ασβέστιο αντιδρά με οξύ και παράγει διοξείδιο του άνθρακα).
(2) Εάν προστεθεί λιθοπόνη: Η προσθήκη αραιωμένου θειικού οξέος ή υδροχλωρικού οξέος θα προκαλέσει μυρωδιά σάπιου αυγού.
(3) Εάν το δείγμα είναι υδρόφοβο, η προσθήκη υδροχλωρικού οξέος δεν θα προκαλέσει αντίδραση. Ωστόσο, μετά την διαβροχή του με αιθανόλη και στη συνέχεια την προσθήκη υδροχλωρικού οξέος, εάν δημιουργηθούν φυσαλίδες, αποδεικνύεται ότι το δείγμα περιέχει επικαλυμμένη σκόνη ανθρακικού ασβεστίου.
III. Υπάρχουν επίσης δύο άλλες καλές μέθοδοι:
(1) Χρησιμοποιώντας τον ίδιο τύπο PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% σκόνη διοξειδίου του τιτανίου, όσο χαμηλότερη είναι η αντοχή του προκύπτοντος υλικού, τόσο πιο αυθεντικό είναι το διοξείδιο του τιτανίου (ρουτίλιο).
(2) Επιλέξτε μια διαφανή ρητίνη, όπως διαφανές ABS με προσθήκη 0,5% σκόνης διοξειδίου του τιτανίου. Μετρήστε τη διαπερατότητά του στο φως. Όσο χαμηλότερη είναι η διαπερατότητα του φωτός, τόσο πιο αυθεντική είναι η σκόνη διοξειδίου του τιτανίου.
Ώρα δημοσίευσης: 31 Μαΐου 2024
