二酸化チタンとは何ですか？
二酸化チタンの主成分はTIO2であり、白色の固体または粉末状の重要な無機化学顔料です。無毒性で、白色度と輝度が高く、材料の白色度を向上させるための最適な白色顔料と考えられています。塗料、プラスチック、ゴム、紙、インク、セラミック、ガラスなどの産業で幅広く使用されています。
Ⅰ.二酸化チタン産業のサプライチェーン図：
（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）中間工程とは、二酸化チタン製品を指します。
（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、塗料、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：
二酸化チタンは多形化合物の一種であり、自然界にはアナターゼ、ルチル、ブルッカイトという3つの一般的な結晶形が存在する。
ルチルとアナターゼはどちらも正方晶系に属し、常温で安定している。一方、ブルッカイトは斜方晶系に属し、結晶構造が不安定なため、現状では産業における実用的な価値はほとんどない。
これら3つの構造の中で、ルチル相が最も安定している。アナターゼ相は900℃以上で不可逆的にルチル相に変化し、ブルッカイト相は650℃以上で不可逆的にルチル相に変化する。
（１）ルチル相二酸化チタン
ルチル相二酸化チタンでは、チタン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る。各八面体は周囲の10個の八面体（8つの共有頂点と2つの共有辺を含む）と接続されており、2つのTiO2分子が単位格子を形成する。
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結合方法（右図）
（２）アナターゼ相二酸化チタン
アナターゼ相の二酸化チタンでは、各チタン-酸素八面体が周囲の8つの八面体（4つの辺と4つの頂点を共有）に接続されており、4つのTiO2分子が単位格子を形成する。
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結合方法（右図）
Ⅲ．二酸化チタンの製造方法：
二酸化チタンの製造工程は、主に硫酸法と塩素化法から成る。
（１）硫酸法
硫酸法による二酸化チタン製造法は、チタン鉄粉を濃硫酸と酸分解反応させ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工程を含む。焼成および粉砕後、二酸化チタン製品が得られる。この方法では、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る。
（２）塩素化プロセス
二酸化チタン製造における塩素化プロセスは、ルチルまたは高チタンスラグ粉末をコークスと混合し、高温塩素化処理を行って四塩化チタンを生成する工程である。高温酸化後、濾過、水洗、乾燥、粉砕を経て二酸化チタン製品が得られる。なお、この塩素化プロセスではルチル製品しか製造できない。
二酸化チタンの真贋を見分ける方法は？
I. 物理的方法：
（1）最も簡単な方法は、触って質感を比較することです。偽物の二酸化チタンは滑らかに感じられ、本物の二酸化チタンはざらざらとした感触です。
（2）手に二酸化チタンをつけて水で洗い流した場合、偽物は簡単に洗い流せるが、本物は簡単には洗い流せない。
（3）コップ一杯のきれいな水に二酸化チタンを数滴垂らしてください。水面に浮いてくるものが本物で、底に沈んでしまうものが偽物です（この方法は、活性化または改質された製品には適用でき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、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、キーキー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）リトポンを添加した場合：希硫酸または希塩酸を加えると、腐卵臭が発生します。
（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てから塩酸を加えたときに気泡が発生した場合は、試料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証明されます。
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した場合、得られる材料の強度が低いほど、二酸化チタン（ルチル）の純度が高い。
（２）透明ABS樹脂に0.5％の二酸化チタン粉末を添加した透明樹脂を選び、その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純度が高いと言えます。
投稿日時：2024年5月31日
