Kas yra titano dioksidas?
Pagrindinis titano dioksido komponentas yra TIO2 – svarbus neorganinis cheminis pigmentas baltos kietos medžiagos arba miltelių pavidalu. Jis netoksiškas, pasižymi dideliu baltumu ir ryškumu, todėl laikomas geriausiu baltuoju pigmentu medžiagų baltumui pagerinti. Jis plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip dangos, plastikai, guma, popierius, rašalas, keramika, stiklas ir kt.
Ⅰ.Titano dioksido pramonės grandinės schema:
()1Titano dioksido pramonės grandinės pradinę dalį sudaro žaliavos, įskaitant ilmenitą, titano koncentratą, rutilą ir kt.
()2Vidurinė srovė reiškia titano dioksido produktus.
(3) Pasroviui taikoma titano dioksido taikymo sritis.Titano dioksidas plačiai naudojamas įvairiose srityse, tokiose kaip dangos, plastikai, popieriaus gamyba, rašalas, guma ir kt.
II. Titano dioksido kristalinė struktūra:
Titano dioksidas yra polimorfinis junginys, gamtoje turintis tris įprastas kristalines formas: anatazą, rutilą ir brukoitą.
Ir rutilas, ir anatazas priklauso tetragoninei kristalų sistemai, kuri yra stabili normalioje temperatūroje; brukaitas priklauso ortorombinei kristalų sistemai, turinčiai nestabilią kristalų struktūrą, todėl šiuo metu pramonėje jis turi mažai praktinės vertės.
Iš trijų struktūrų rutilo fazė yra stabiliausia. Anatazės fazė negrįžtamai virsta rutilo faze aukštesnėje nei 900 °C temperatūroje, o brukoito fazė negrįžtamai virsta rutilo faze aukštesnėje nei 650 °C temperatūroje.
(1) Rutilo fazės titano dioksidas
Rutilo fazės titano dioksido kristalinėje gardelėje Ti atomai yra centre, o šeši deguonies atomai – titano-deguonies oktaedro kampuose. Kiekvienas oktaedras yra sujungtas su 10 aplinkinių oktaedrų (įskaitant aštuonias bendras viršūnes ir dvi bendras briaunas), o dvi TiO2 molekulės sudaro elementariąją gardelę.
Rutilo fazės titano dioksido kristalinės ląstelės schema (kairėje)
Titano oksido oktaedro sujungimo būdas (dešinėje)
(2) Anatazės fazės titano dioksidas
Anatazės fazės titano dioksido atveju kiekvienas titano-deguonies oktaedras yra sujungtas su 8 aplinkiniais oktaedrais (4 bendromis briaunomis ir 4 bendromis viršūnėmis), o 4 TiO2 molekulės sudaro elementariąją gardelę.
Rutilo fazės titano dioksido kristalinės ląstelės schema (kairėje)
Titano oksido oktaedro sujungimo būdas (dešinėje)
III. Titano dioksido paruošimo metodai:
Titano dioksido gamybos procesas daugiausia apima sieros rūgšties procesą ir chlorinimo procesą.
(1) Sieros rūgšties procesas
Titano dioksido gamybos sieros rūgštimi procesas apima titano geležies miltelių acidolizės reakciją su koncentruota sieros rūgštimi, kad susidarytų titano sulfatas, kuris vėliau hidrolizuojamas ir susidaro metatitano rūgštis. Po kalcinavimo ir smulkinimo gaunami titano dioksido produktai. Šiuo metodu galima gauti anatazę ir rutilo titano dioksidą.
(2) Chlorinimo procesas
Titano dioksido gamybos chlorinimo procesas apima rutilo arba didelio titano kiekio šlako miltelių sumaišymą su koksu ir po to aukštoje temperatūroje chloravimą, siekiant gauti titano tetrachloridą. Po oksidacijos aukštoje temperatūroje titano dioksido produktas gaunamas filtruojant, plaunant vandeniu, džiovinant ir susmulkinant. Titano dioksido gamybos chlorinimo procese gali būti pagaminti tik rutilo produktai.
Kaip atskirti titano dioksido autentiškumą?
I. Fizikiniai metodai:
()1)Paprasčiausias būdas – palyginti tekstūrą liečiant. Padirbtas titano dioksidas atrodo lygesnis, o tikras – šiurkštesnis.
()2)Nuplaunant vandeniu, jei ant rankos užtepsite šiek tiek titano dioksido, netikrą lengva nuplauti, o tikrą – ne taip lengva.
()3)Paimkite puodelį švaraus vandens ir įlašinkite į jį titano dioksido. Tas, kuris iškyla į paviršių, yra tikras, o tas, kuris nusėda dugne, yra netikras (šis metodas gali neveikti su aktyvuotais arba modifikuotais produktais).
()4)Patikrinkite jo tirpumą vandenyje. Paprastai titano dioksidas tirpsta vandenyje (išskyrus titano dioksidą, specialiai sukurtą plastikams, rašalams ir kai kuriam sintetiniam titano dioksidui, kurie netirpsta vandenyje).
II. Cheminiai metodai:
(1) Jei įberiama kalcio miltelių: įpylus druskos rūgšties, prasidės intensyvi reakcija su cypiančiu garsu ir susidarys daug burbuliukų (nes kalcio karbonatas reaguoja su rūgštimi ir išskiria anglies dioksidą).
(2) Jei pridedama litopono: Įpylus praskiestos sieros rūgšties arba druskos rūgšties, atsiras supuvusio kiaušinio kvapas.
(3) Jei mėginys yra hidrofobinis, druskos rūgšties įpylimas nesukels reakcijos. Tačiau, jei sudrėkinus mėginį etanoliu ir po to įpylus druskos rūgšties atsiranda burbuliukų, tai įrodo, kad mėginyje yra padengtų kalcio karbonato miltelių.
III. Taip pat yra dar du geri metodai:
(1) Naudojant tą pačią PP + 30 % GF + 5 % PP-G-MAH + 0,5 % titano dioksido miltelių formulę, kuo mažesnis gautos medžiagos stiprumas, tuo autentiškesnis titano dioksidas (rutilas).
(2) Pasirinkite skaidrią dervą, pvz., skaidrų ABS su 0,5 % titano dioksido miltelių. Išmatuokite jos šviesos pralaidumą. Kuo mažesnis šviesos pralaidumas, tuo autentiškesni titano dioksido milteliai.
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 31 d.
