Apakah titanium dioksida?
Komponen utama titanium dioksida ialah TIO2, iaitu pigmen kimia bukan organik yang penting dalam bentuk pepejal atau serbuk putih. Ia tidak toksik, mempunyai keputihan dan kecerahan yang tinggi, dan dianggap sebagai pigmen putih terbaik untuk meningkatkan keputihan bahan. Ia digunakan secara meluas dalam industri seperti salutan, plastik, getah, kertas, dakwat, seramik, kaca, dan sebagainya.
Ⅰ.Gambarajah rantai industri titanium dioksida:
(1）Huluan rantaian industri titanium dioksida terdiri daripada bahan mentah, termasuk ilmenit, titanium pekat, rutil, dan sebagainya;
(2）Midstream merujuk kepada produk titanium dioksida.
(3) Hilirannya ialah medan aplikasi titanium dioksida.Titanium dioksida digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti salutan, plastik, pembuatan kertas, dakwat, getah, dan sebagainya.
Ⅱ. Struktur kristal titanium dioksida:
Titanium dioksida ialah sejenis sebatian polimorf, yang mempunyai tiga bentuk kristal biasa dalam alam semula jadi, iaitu anatase, rutil dan brookit.
Kedua-dua rutil dan anatase tergolong dalam sistem kristal tetragonal, yang stabil di bawah suhu normal; brookit tergolong dalam sistem kristal ortorombik, dengan struktur kristal yang tidak stabil, jadi ia mempunyai sedikit nilai praktikal dalam industri pada masa ini.
Antara ketiga-tiga struktur tersebut, fasa rutil adalah yang paling stabil. Fasa anatase akan berubah secara tidak boleh dipulihkan menjadi fasa rutil pada suhu melebihi 900°C, manakala fasa brookit akan berubah secara tidak boleh dipulihkan menjadi fasa rutil pada suhu melebihi 650°C.
（1）Titanium dioksida fasa rutil
Dalam titanium dioksida fasa rutil, atom Ti terletak di tengah kekisi kristal, dan enam atom oksigen terletak di sudut oktahedron titanium-oksigen. Setiap oktahedron disambungkan kepada 10 oktahedron di sekeliling (termasuk lapan bucu berkongsi dan dua tepi berkongsi), dan dua molekul TiO2 membentuk sel unit.
Gambarajah skematik sel kristal fasa rutil titanium dioksida (kiri)
Kaedah penyambungan oktahedron titanium oksida (kanan)
（2）Titanium dioksida fasa anatase
Dalam titanium dioksida fasa anatase, setiap oktahedron titanium-oksigen disambungkan kepada 8 oktahedron di sekeliling (4 tepi berkongsi dan 4 bucu berkongsi), dan 4 molekul TiO2 membentuk sel unit.
Gambarajah skematik sel kristal fasa rutil titanium dioksida (kiri)
Kaedah penyambungan oktahedron titanium oksida (kanan)
Kaedah Penyediaan Titanium Dioksida:
Proses pengeluaran titanium dioksida terutamanya merangkumi proses asid sulfurik dan proses pengklorinan.
（1）Proses asid sulfurik
Proses penghasilan titanium dioksida dengan asid sulfurik melibatkan tindak balas asidolisis serbuk besi titanium dengan asid sulfurik pekat untuk menghasilkan titanium sulfat, yang kemudiannya dihidrolisiskan untuk menghasilkan asid metatitanik. Selepas pengkalsinan dan penghancuran, produk titanium dioksida diperoleh. Kaedah ini boleh menghasilkan titanium dioksida anatase dan rutil.
（2）Proses pengklorinan
Proses pengklorinan penghasilan titanium dioksida melibatkan pencampuran serbuk rutil atau sanga titanium tinggi dengan kok dan kemudian menjalankan pengklorinan suhu tinggi untuk menghasilkan titanium tetraklorida. Selepas pengoksidaan suhu tinggi, produk titanium dioksida diperoleh melalui penapisan, pencucian air, pengeringan dan penghancuran. Proses pengklorinan penghasilan titanium dioksida hanya boleh menghasilkan produk rutil.
Bagaimana untuk membezakan keaslian titanium dioksida?
I. Kaedah Fizikal:
(1）Kaedah paling mudah adalah dengan membandingkan tekstur melalui sentuhan. Titanium dioksida tiruan terasa lebih licin, manakala titanium dioksida tulen terasa lebih kasar.
(2）Dengan membilas dengan air, jika anda meletakkan sedikit titanium dioksida di tangan anda, yang palsu mudah dibasuh, manakala yang asli tidak mudah dibasuh.
(3）Ambil secawan air bersih dan titiskan titanium dioksida ke dalamnya. Yang terapung ke permukaan adalah tulen, manakala yang mendap ke dasar adalah palsu (kaedah ini mungkin tidak berkesan untuk produk yang diaktifkan atau diubah suai).
(4）Periksa kelarutannya dalam air. Secara amnya, titanium dioksida larut dalam air (kecuali titanium dioksida yang direka khusus untuk plastik, dakwat dan beberapa titanium dioksida sintetik, yang tidak larut dalam air).
II. Kaedah kimia:
(1) Jika serbuk kalsium ditambah: Penambahan asid hidroklorik akan menyebabkan tindak balas yang kuat dengan bunyi berdecit, disertai dengan penghasilan sejumlah besar buih (kerana kalsium karbonat bertindak balas dengan asid untuk menghasilkan karbon dioksida).
(2) Jika litopon ditambah: Menambah asid sulfurik cair atau asid hidroklorik akan menghasilkan bau telur busuk.
(3) Jika sampel itu hidrofobik, penambahan asid hidroklorik tidak akan menyebabkan tindak balas. Walau bagaimanapun, selepas membasahkannya dengan etanol dan kemudian menambahkan asid hidroklorik, jika terdapat gelembung, ia membuktikan bahawa sampel itu mengandungi serbuk kalsium karbonat bersalut.
III. Terdapat juga dua kaedah lain yang baik:
(1) Dengan menggunakan formula yang sama iaitu PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0.5% serbuk titanium dioksida, semakin rendah kekuatan bahan yang terhasil, semakin asli titanium dioksida (rutil) tersebut.
(2) Pilih resin lutsinar, seperti ABS lutsinar dengan serbuk titanium dioksida 0.5% ditambah. Ukur ketransmitansi cahayanya. Semakin rendah ketransmitansi cahaya, semakin asli serbuk titanium dioksida tersebut.
Masa siaran: 31 Mei 2024
