Que é o dióxido de titanio?
O compoñente principal do dióxido de titanio é o TIO2, que é un importante pigmento químico inorgánico en forma de sólido ou po branco. Non é tóxico, ten unha brancura e un brillo elevados e considérase o mellor pigmento branco para mellorar a brancura dos materiais. Úsase amplamente en industrias como as de revestimentos, plásticos, goma, papel, tinta, cerámica, vidro, etc.
Ⅰ.Diagrama da cadea industrial do dióxido de titanio:
(1）A parte superior da cadea industrial do dióxido de titanio consiste en materias primas, como ilmenita, concentrado de titanio, rutilo, etc.;
(2） A corrente media refírese aos produtos de dióxido de titanio.
(3) A parte posterior é o campo de aplicación do dióxido de titanio.O dióxido de titanio úsase amplamente en diversos campos como revestimentos, plásticos, fabricación de papel, tinta, goma, etc.
Ⅱ. A estrutura cristalina do dióxido de titanio:
O dióxido de titanio é un composto polimorfo que se presenta en tres formas cristalinas comúns na natureza: anatase, rutilo e brookite.
Tanto o rutilo como a anatase pertencen ao sistema cristalino tetragonal, que é estable a temperaturas normais; a brookita pertence ao sistema cristalino ortorrómbico, cunha estrutura cristalina inestable, polo que ten pouco valor práctico na industria na actualidade.
Entre as tres estruturas, a fase rutilo é a máis estable. A fase anatase transformarase irreversiblemente en fase rutilo por riba dos 900 °C, mentres que a fase brookite transformarase irreversiblemente en fase rutilo por riba dos 650 °C.
(1) Dióxido de titanio en fase rutilo
No dióxido de titanio en fase rutilo, os átomos de Ti están situados no centro da rede cristalina e seis átomos de osíxeno están situados nas esquinas do octaedro de titanio-osíxeno. Cada octaedro está conectado a 10 octaedros circundantes (incluíndo oito vértices compartidos e dúas arestas compartidas) e dúas moléculas de TiO2 forman unha cela unitaria.
Diagrama esquemático dunha cela cristalina de dióxido de titanio en fase rutilo (esquerda)
O método de conexión do octaedro de óxido de titanio (dereita)
(2) Dióxido de titanio en fase anatase
No dióxido de titanio en fase anatase, cada octaedro de titanio-oxíxeno está conectado a 8 octaedros circundantes (4 arestas compartidas e 4 vértices compartidos) e 4 moléculas de TiO2 forman unha cela unitaria.
Diagrama esquemático dunha cela cristalina de dióxido de titanio en fase rutilo (esquerda)
O método de conexión do octaedro de óxido de titanio (dereita)
Ⅲ. Métodos de preparación do dióxido de titanio:
O proceso de produción de dióxido de titanio inclúe principalmente o proceso de ácido sulfúrico e o proceso de cloración.
(1) Proceso do ácido sulfúrico
O proceso de produción de dióxido de titanio con ácido sulfúrico implica a reacción de acidólise do po de ferro e titanio con ácido sulfúrico concentrado para producir sulfato de titanio, que logo se hidroliza para producir ácido metatitánico. Tras a calcinación e a trituración, obtéñense produtos de dióxido de titanio. Este método pode producir dióxido de titanio anatase e rutilo.
(2) Proceso de cloración
O proceso de cloración da produción de dióxido de titanio implica mesturar rutilo ou po de escoria con alto contido en titanio con coque e logo levar a cabo unha cloración a alta temperatura para producir tetracloruro de titanio. Tras a oxidación a alta temperatura, o produto de dióxido de titanio obtense mediante filtración, lavado con auga, secado e trituración. O proceso de cloración da produción de dióxido de titanio só pode producir produtos de rutilo.
Como distinguir a autenticidade do dióxido de titanio?
I. Métodos físicos:
(1)O método máis sinxelo é comparar a textura ao tacto. O dióxido de titanio falso ten un tacto máis suave, mentres que o dióxido de titanio auténtico ten un tacto máis rugoso.
(2)Ao enxaugar con auga, se botas un pouco de dióxido de titanio na man, a falsa é fácil de lavar, mentres que a auténtica non é fácil de lavar.
(3)Colle unha cunca de auga limpa e bota nela unha gota de dióxido de titanio. O que flota na superficie é xenuíno, mentres que o que cae no fondo é falso (este método pode non funcionar para produtos activados ou modificados).
(4)Comproba a súa solubilidade en auga. Polo xeral, o dióxido de titanio é soluble en auga (agás o dióxido de titanio deseñado especificamente para plásticos, tintas e algúns dióxidos de titanio sintéticos, que son insolubles en auga).
II. Métodos químicos:
(1) Se se engade calcio en po: Ao engadir ácido clorhídrico, producirase unha reacción vigorosa cun chirrido, acompañada da produción dun gran número de burbullas (porque o carbonato de calcio reacciona co ácido para producir dióxido de carbono).
(2) Se se engade litopona: Engadir ácido sulfúrico ou ácido clorhídrico diluído producirá un cheiro a ovo podre.
(3) Se a mostra é hidrófoba, engadir ácido clorhídrico non provocará unha reacción. Non obstante, despois de mollala con etanol e logo engadir ácido clorhídrico, se se producen burbullas, demostra que a mostra contén po de carbonato de calcio revestido.
III. Tamén hai outros dous bos métodos:
(1) Ao usar a mesma fórmula de PP + 30 % de GF + 5 % de PP-G-MAH + 0,5 % de dióxido de titanio en po, canto menor sexa a resistencia do material resultante, máis auténtico será o dióxido de titanio (rutilo).
(2) Escolla unha resina transparente, como ABS transparente con po de dióxido de titanio ao 0,5 % engadido. Mida a súa transmitancia luminosa. Canto menor sexa a transmitancia luminosa, máis auténtico será o po de dióxido de titanio.
Data de publicación: 31 de maio de 2024
