二酸化チタンとは何ですか？
二酸化チタンの主成分はTIO2で、白色の固体または粉末状の重要な無機化学顔料です。無毒で、高い白色度と明度を誇り、素材の白色度を向上させるのに最適な白色顔料と考えられています。コーティング、プラスチック、ゴム、紙、インク、セラミック、ガラスなどの業界で広く使用されています。
Ⅰ.二酸化チタン産業チェーン図：
（1）二酸化チタン産業チェーンの上流は、イルメナイト、チタン精鉱、ルチルなどの原材料で構成されています。
（2）ミッドストリームとは二酸化チタン製品のことを指します。
（3）下流は二酸化チタンの応用分野である。二酸化チタンはコーティング、プラスチック、製紙、インク、ゴムなどさまざまな分野で広く使用されています。
Ⅱ.二酸化チタンの結晶構造：
二酸化チタンは、アナターゼ、ルチル、ブルッカイトという 3 つの一般的な結晶形態を持つ多形化合物の一種です。
ルチルとアナターゼはともに常温で安定している正方晶系に属し、ブルッカイトは斜方晶系に属し、結晶構造が不安定であるため、現時点では産業上、実用的価値がほとんどありません。
3つの構造の中で、ルチル相が最も安定しています。アナターゼ相は900℃以上でルチル相に不可逆的に変化し、ブルッカイト相は650℃以上でルチル相に不可逆的に変化します。
（1）ルチル型二酸化チタン
ルチル型二酸化チタンでは、Ti原子が結晶格子の中心に位置し、6個の酸素原子がチタン-酸素八面体の頂点に位置しています。各八面体は周囲の10個の八面体（8個の共有頂点と2個の共有辺を含む）と結合しており、2個のTiO2分子が単位格子を形成します。
ルチル相二酸化チタンの結晶セルの模式図（左）
酸化チタン八面体の接続方法（右）
（2）アナターゼ相二酸化チタン
アナターゼ相二酸化チタンでは、各チタン酸素八面体は周囲の 8 つの八面体（4 つの共有辺と 4 つの共有頂点）に接続され、4 つの TiO2 分子が単位格子を形成します。
ルチル相二酸化チタンの結晶セルの模式図（左）
酸化チタン八面体の接続方法（右）
Ⅲ.二酸化チタンの製造方法：
二酸化チタンの製造プロセスには、主に硫酸プロセスと塩素化プロセスが含まれます。
（1）硫酸法
硫酸法二酸化チタン製造プロセスは、チタン鉄粉末を濃硫酸で酸分解して硫酸チタンを生成し、これを加水分解してメタチタン酸を生成するプロセスです。焼成および粉砕後、二酸化チタン製品が得られます。このプロセスでは、アナターゼ型およびルチル型の二酸化チタンを製造できます。
（2）塩素処理
二酸化チタン製造における塩素化プロセスは、ルチル型または高チタン含有スラグ粉末をコークスと混合し、高温塩素化処理を施すことで四塩化チタンを製造するプロセスです。高温酸化処理後、ろ過、水洗、乾燥、粉砕を経て二酸化チタン製品が得られます。二酸化チタン製造における塩素化プロセスでは、ルチル型製品のみを製造できます。
二酸化チタンの真贋を見分けるには？
I. 物理的方法：
（1）最も簡単な方法は、触って質感を比べることです。偽物の二酸化チタンは滑らかで、本物の二酸化チタンはざらざらとした感触です。
（2）二酸化チタンを手につけて水で洗い流すと、偽物は簡単に洗い流せますが、本物は簡単には洗い流せません。
（3）きれいな水をコップ一杯用意し、そこに二酸化チタンを落とします。表面に浮かんだものが本物で、底に沈んだものが偽物です（この方法は、活性炭や加工された製品には効果がない場合があります）。
（4）水への溶解性を確認してください。一般的に、二酸化チタンは水に溶けます（ただし、プラスチックやインク用に特別に設計された二酸化チタンや、一部の合成二酸化チタンは水に溶けません）。
II. 化学的方法：
（１）カルシウム粉末を加えた場合：塩酸を加えると、キュッキュッという音とともに激しい反応が起こり、大量の泡が発生します（炭酸カルシウムが酸と反応して二酸化炭素を生成するため）。
（２）リトポンを加えた場合：希硫酸や希塩酸を加えると腐った卵のような臭いが発生します。
（3）試料が疎水性の場合、塩酸を加えても反応は起こりません。しかし、エタノールで湿らせた後に塩酸を加えた際に泡が発生する場合は、試料中にコーティングされた炭酸カルシウム粉末が含まれていることが分かります。
III. 他にも2つの良い方法があります:
（１）PP + 30％GF + 5％PP-G-MAH + 0.5％二酸化チタン粉末という同じ配合を使用することで、得られた材料の強度が低いほど、二酸化チタン（ルチル）の真正性が高くなります。
（2）透明樹脂（例えば、透明ABS樹脂に二酸化チタン粉末を0.5%添加したもの）を選択し、光透過率を測定します。光透過率が低いほど、二酸化チタン粉末の真正性が高くなります。
投稿日時: 2024年5月31日
