¿Qué es el dióxido de titanio?
El componente principal del dióxido de titanio es el TIO₂, un importante pigmento químico inorgánico en forma de sólido o polvo blanco. No es tóxico, presenta alta blancura y brillo, y se considera el mejor pigmento blanco para mejorar la blancura de los materiales. Se utiliza ampliamente en industrias como recubrimientos, plásticos, caucho, papel, tintas, cerámica, vidrio, etc.
Ⅰ.Diagrama de la cadena industrial del dióxido de titanio:
（1）La cadena industrial del dióxido de titanio se compone de materias primas, que incluyen ilmenita, concentrado de titanio, rutilo, etc.;
（2）La corriente media se refiere a productos de dióxido de titanio.
(3) El campo de aplicación del dióxido de titanio es el siguiente.El dióxido de titanio se utiliza ampliamente en diversos campos, como recubrimientos, plásticos, fabricación de papel, tintas, caucho, etc.
Ⅱ.La estructura cristalina del dióxido de titanio:
El dióxido de titanio es un tipo de compuesto polimorfo, que tiene tres formas cristalinas comunes en la naturaleza, a saber, anatasa, rutilo y brookita.
Tanto el rutilo como la anatasa pertenecen al sistema cristalino tetragonal, que son estables a temperatura normal; la brookita pertenece al sistema cristalino ortorrómbico, con una estructura cristalina inestable, por lo que tiene poco valor práctico en la industria en la actualidad.
De las tres estructuras, la fase rutilo es la más estable. La fase anatasa se transforma irreversiblemente en fase rutilo por encima de los 900 °C, mientras que la fase brookita se transforma irreversiblemente en fase rutilo por encima de los 650 °C.
(1) Dióxido de titanio en fase rutilo
En el dióxido de titanio en fase rutilo, los átomos de Ti se ubican en el centro de la red cristalina, y seis átomos de oxígeno se ubican en los vértices del octaedro de titanio-oxígeno. Cada octaedro está conectado a diez octaedros circundantes (incluyendo ocho vértices y dos aristas que comparten), y dos moléculas de TiO₂ forman una celda unitaria.
Diagrama esquemático de una celda cristalina de dióxido de titanio en fase rutilo (izquierda)
El método de conexión del octaedro de óxido de titanio (derecha)
(2) Dióxido de titanio en fase anatasa
En el dióxido de titanio en fase anatasa, cada octaedro de titanio-oxígeno está conectado a 8 octaedros circundantes (4 aristas compartidas y 4 vértices compartidos) y 4 moléculas de TiO2 forman una celda unitaria.
Diagrama esquemático de una celda cristalina de dióxido de titanio en fase rutilo (izquierda)
El método de conexión del octaedro de óxido de titanio (derecha)
3.Métodos de preparación de dióxido de titanio:
El proceso de producción de dióxido de titanio incluye principalmente el proceso de ácido sulfúrico y el proceso de cloración.
(1) Proceso de ácido sulfúrico
El proceso de ácido sulfúrico para la producción de dióxido de titanio implica la reacción de acidólisis del polvo de hierro y titanio con ácido sulfúrico concentrado para producir sulfato de titanio, que posteriormente se hidroliza para producir ácido metatitánico. Tras la calcinación y la trituración, se obtienen productos de dióxido de titanio. Este método puede producir dióxido de titanio anatasa y rutilo.
(2) Proceso de cloración
El proceso de cloración para la producción de dióxido de titanio consiste en mezclar polvo de escoria de rutilo o alto contenido de titanio con coque y, posteriormente, clorar a alta temperatura para producir tetracloruro de titanio. Tras la oxidación a alta temperatura, el dióxido de titanio se obtiene mediante filtración, lavado con agua, secado y trituración. El proceso de cloración para la producción de dióxido de titanio solo produce productos de rutilo.
¿Cómo distinguir la autenticidad del dióxido de titanio?
I. Métodos físicos:
（1）El método más sencillo es comparar la textura al tacto. El dióxido de titanio artificial se siente más suave, mientras que el auténtico se siente más áspero.
（2）Al enjuagar con agua, si se pone un poco de dióxido de titanio en la mano, el falso es fácil de lavar, mientras que el genuino no es fácil de lavar.
（3）Tome una taza de agua limpia y vierta dióxido de titanio. El que flote en la superficie es genuino, mientras que el que se deposite en el fondo es falso (este método podría no funcionar con productos activados o modificados).
（4）Compruebe su solubilidad en agua. Generalmente, el dióxido de titanio es soluble en agua (excepto el dióxido de titanio diseñado específicamente para plásticos, tintas y algunos dióxidos de titanio sintéticos, que son insolubles en agua).
II. Métodos químicos:
(1) Si se agrega polvo de calcio: Agregar ácido clorhídrico provocará una reacción vigorosa con un sonido chirriante, acompañado de la producción de una gran cantidad de burbujas (porque el carbonato de calcio reacciona con el ácido para producir dióxido de carbono).
(2) Si se agrega litopón: Agregar ácido sulfúrico diluido o ácido clorhídrico producirá un olor a huevo podrido.
(3) Si la muestra es hidrófoba, la adición de ácido clorhídrico no provocará reacción. Sin embargo, tras humedecerla con etanol y añadir ácido clorhídrico, si se forman burbujas, indica que contiene polvo de carbonato de calcio recubierto.
III. También hay otros dos buenos métodos:
(1) Al utilizar la misma fórmula de PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% de polvo de dióxido de titanio, cuanto menor sea la resistencia del material resultante, más auténtico será el dióxido de titanio (rutilo).
(2) Seleccione una resina transparente, como ABS transparente con un 0,5 % de polvo de dióxido de titanio añadido. Mida su transmitancia de luz. Cuanto menor sea la transmitancia de luz, más auténtico será el polvo de dióxido de titanio.
Hora de publicación: 31 de mayo de 2024
