دی اکسید تیتانیوم چیست؟
جزء اصلی دی اکسید تیتانیوم، TIO2 است که یک رنگدانه شیمیایی معدنی مهم به شکل جامد یا پودر سفید است. این ماده غیرسمی است، سفیدی و درخشندگی بالایی دارد و بهترین رنگدانه سفید برای بهبود سفیدی مواد محسوب می‌شود. این ماده به طور گسترده در صنایعی مانند پوشش‌ها، پلاستیک، لاستیک، کاغذ، جوهر، سرامیک، شیشه و غیره استفاده می‌شود.
۱..نمودار زنجیره صنعت دی اکسید تیتانیوم:
(۱） بخش بالادستی زنجیره صنعت دی اکسید تیتانیوم شامل مواد اولیه از جمله ایلمنیت، کنسانتره تیتانیوم، روتیل و غیره است.
(2） منظور از جریان میانی، محصولات دی اکسید تیتانیوم است.
(3) پایین‌دست، حوزه کاربرد دی‌اکسید تیتانیوم است.دی اکسید تیتانیوم به طور گسترده در زمینه های مختلفی مانند پوشش ها، پلاستیک، کاغذ سازی، جوهر، لاستیک و غیره استفاده می شود.
Ⅱ. ساختار بلوری دی اکسید تیتانیوم:
دی اکسید تیتانیوم نوعی ترکیب پلی‌مورف است که در طبیعت سه شکل کریستالی رایج دارد: آناتاز، روتایل و بروکیت.
هر دو ماده روتایل و آناتاز متعلق به سیستم بلوری تتراگونال هستند که در دمای معمولی پایدارند؛ بروکیت متعلق به سیستم بلوری ارتورومبیک با ساختار بلوری ناپایدار است، بنابراین در حال حاضر ارزش کاربردی کمی در صنعت دارد.
در میان این سه ساختار، فاز روتایل پایدارترین است. فاز آناتاز در دمای بالاتر از ۹۰۰ درجه سانتیگراد به صورت برگشت‌ناپذیر به فاز روتایل تبدیل می‌شود، در حالی که فاز بروکیت در دمای بالاتر از ۶۵۰ درجه سانتیگراد به صورت برگشت‌ناپذیر به فاز روتایل تبدیل می‌شود.
(1) دی اکسید تیتانیوم فاز روتیل
در دی اکسید تیتانیوم فاز روتایل، اتم‌های Ti در مرکز شبکه کریستالی قرار دارند و شش اتم اکسیژن در گوشه‌های هشت‌وجهی تیتانیوم-اکسیژن قرار دارند. هر هشت‌وجهی به 10 هشت‌وجهی اطراف (شامل هشت رأس مشترک و دو لبه مشترک) متصل است و دو مولکول TiO2 یک سلول واحد را تشکیل می‌دهند.
نمودار شماتیک سلول کریستالی دی اکسید تیتانیوم فاز روتیل (سمت چپ)
روش اتصال هشت وجهی اکسید تیتانیوم (راست)
(2) دی اکسید تیتانیوم فاز آناتاز
در دی‌اکسید تیتانیوم فاز آناتاز، هر هشت‌وجهی تیتانیوم-اکسیژن به ۸ هشت‌وجهی اطراف (۴ لبه مشترک و ۴ رأس مشترک) متصل است و ۴ مولکول TiO2 یک سلول واحد را تشکیل می‌دهند.
نمودار شماتیک سلول کریستالی دی اکسید تیتانیوم فاز روتیل (سمت چپ)
روش اتصال هشت وجهی اکسید تیتانیوم (راست)
Ⅲ. روش‌های تهیه دی‌اکسید تیتانیوم:
فرآیند تولید دی اکسید تیتانیوم عمدتاً شامل فرآیند اسید سولفوریک و فرآیند کلرزنی است.
(1) فرآیند اسید سولفوریک
فرآیند اسید سولفوریک تولید دی اکسید تیتانیوم شامل واکنش اسیدولیز پودر آهن تیتانیوم با اسید سولفوریک غلیظ برای تولید سولفات تیتانیوم است که سپس برای تولید اسید متاتیتانیک هیدرولیز می‌شود. پس از کلسیناسیون و خردایش، محصولات دی اکسید تیتانیوم به دست می‌آیند. این روش می‌تواند دی اکسید تیتانیوم آناتاز و روتایل تولید کند.
(2) فرآیند کلرزنی
فرآیند کلرزنی تولید دی اکسید تیتانیوم شامل مخلوط کردن روتیل یا پودر سرباره تیتانیوم بالا با کک و سپس انجام کلرزنی در دمای بالا برای تولید تتراکلرید تیتانیوم است. پس از اکسیداسیون در دمای بالا، محصول دی اکسید تیتانیوم از طریق فیلتراسیون، شستشو با آب، خشک کردن و خرد کردن به دست می‌آید. فرآیند کلرزنی تولید دی اکسید تیتانیوم فقط می‌تواند محصولات روتیل تولید کند.
چگونه اصالت دی اکسید تیتانیوم را تشخیص دهیم؟
۱. روش‌های فیزیکی:
(۱)ساده‌ترین روش، مقایسه بافت با لمس کردن است. دی‌اکسید تیتانیوم تقلبی نرم‌تر به نظر می‌رسد، در حالی که دی‌اکسید تیتانیوم اصل زبرتر است.
(2)با شستشو با آب، اگر مقداری دی اکسید تیتانیوم روی دست خود بریزید، نوع تقلبی به راحتی شسته می شود، در حالی که نوع اصلی به راحتی شسته نمی شود.
(3)یک فنجان آب تمیز بردارید و دی اکسید تیتانیوم را داخل آن بچکانید. آن که روی سطح آب شناور می‌شود، اصل است، در حالی که آن که در کف آب ته نشین می‌شود، تقلبی است (این روش ممکن است برای محصولات فعال یا اصلاح‌شده کار نکند).
(4)حلالیت آن را در آب بررسی کنید. به طور کلی، دی اکسید تیتانیوم در آب محلول است (به جز دی اکسید تیتانیومی که به طور خاص برای پلاستیک، جوهر و برخی دی اکسید تیتانیوم مصنوعی طراحی شده است که در آب نامحلول هستند).
دوم. روش‌های شیمیایی:
(1) اگر پودر کلسیم اضافه شود: اضافه کردن اسید هیدروکلریک باعث واکنش شدیدی با صدای جیرجیر می‌شود که با تولید تعداد زیادی حباب همراه است (زیرا کربنات کلسیم با اسید واکنش می‌دهد و دی اکسید کربن تولید می‌کند).
(2) اگر لیتوپون اضافه شود: اضافه کردن اسید سولفوریک یا اسید هیدروکلریک رقیق بوی تخم مرغ گندیده ایجاد می‌کند.
(3) اگر نمونه آبگریز باشد، افزودن اسید هیدروکلریک باعث واکنش نمی‌شود. با این حال، پس از خیساندن آن با اتانول و سپس افزودن اسید هیدروکلریک، اگر حباب‌هایی تولید شود، ثابت می‌کند که نمونه حاوی پودر کربنات کلسیم پوشش داده شده است.
III. دو روش خوب دیگر نیز وجود دارد:
(1) با استفاده از فرمول یکسان PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0.5% پودر دی اکسید تیتانیوم، هرچه استحکام ماده حاصل کمتر باشد، دی اکسید تیتانیوم (روتیل) اصیل‌تر است.
(2) یک رزین شفاف، مانند ABS شفاف با 0.5٪ پودر دی اکسید تیتانیوم اضافه شده، انتخاب کنید. میزان عبور نور آن را اندازه گیری کنید. هرچه میزان عبور نور کمتر باشد، پودر دی اکسید تیتانیوم اصل تر است.
زمان ارسال: ۳۱ مه ۲۰۲۴
