Wat is titaniumdioxide?
Het belangrijkste bestanddeel van titaandioxide is TiO2, een belangrijk anorganisch chemisch pigment in de vorm van een witte vaste stof of poeder. Het is niet giftig, heeft een hoge witheid en helderheid en wordt beschouwd als het beste witte pigment voor het verbeteren van de witheid van materialen. Het wordt veel gebruikt in industrieën zoals coatings, kunststoffen, rubber, papier, inkt, keramiek, glas, enzovoort.
Ⅰ.Diagram van de industriële keten van titaniumdioxide:
(1De upstream-fase van de titaniumdioxide-industrieketen bestaat uit grondstoffen, waaronder ilmeniet, titaniumconcentraat, rutiel, enz.;
(2(De term 'midstream' verwijst naar titaniumdioxideproducten.)
(3) De downstream is het toepassingsgebied van titaandioxide.Titaandioxide wordt veel gebruikt in diverse sectoren, zoals coatings, kunststoffen, papierproductie, inkt, rubber, enzovoort.
II. De kristalstructuur van titaandioxide:
Titaandioxide is een polymorfe verbinding die in de natuur drie veelvoorkomende kristalvormen heeft, namelijk anataas, rutiel en brookiet.
Zowel rutiel als anataas behoren tot het tetragonale kristalsysteem, dat stabiel is bij normale temperaturen; brookiet behoort tot het orthorhombische kristalsysteem, met een onstabiele kristalstructuur, waardoor het momenteel weinig praktische waarde heeft in de industrie.
Van de drie structuren is de rutielfase de meest stabiele. De anataasfase transformeert onomkeerbaar in de rutielfase boven 900 °C, terwijl de brookietfase onomkeerbaar transformeert in de rutielfase boven 650 °C.
(1) Rutielfase titaandioxide
In de rutiel-fase van titaandioxide bevinden de Ti-atomen zich in het midden van het kristalrooster, en zes zuurstofatomen bevinden zich op de hoeken van het titaan-zuurstof-octaëder. Elk octaëder is verbonden met 10 omliggende octaëders (waarvan acht hoekpunten delen en twee ribben delen), en twee TiO2-moleculen vormen een eenheidscel.
Schematische weergave van de kristalcel van rutiel-titaandioxide (links)
De verbindingsmethode van een octaëder van titaniumoxide (rechts)
(2) Anatasefase titaandioxide
In de anatasefase van titaandioxide is elk titaan-zuurstof-octaëder verbonden met 8 omliggende octaëders (4 delen ribben en 4 delen hoekpunten), en vormen 4 TiO2-moleculen een eenheidscel.
Schematische weergave van de kristalcel van rutiel-titaandioxide (links)
De verbindingsmethode van een octaëder van titaniumoxide (rechts)
III. Bereidingsmethoden van titaniumdioxide:
Het productieproces van titaandioxide omvat hoofdzakelijk het zwavelzuurproces en het chloreringsproces.
(1) Zwavelzuurproces
Het zwavelzuurproces voor de productie van titaandioxide omvat de acidolysereactie van titaanijzerpoeder met geconcentreerd zwavelzuur om titaansulfaat te produceren, dat vervolgens wordt gehydrolyseerd tot metatitaniumzuur. Na calcineren en vermalen worden titaandioxideproducten verkregen. Met deze methode kunnen anataas- en rutieltitaandioxide worden geproduceerd.
(2) Chloreringsproces
Het chloreringsproces voor de productie van titaandioxide omvat het mengen van rutiel- of hoogtitaniumslakpoeder met cokes, gevolgd door chlorering bij hoge temperatuur om titaantetrachloride te produceren. Na oxidatie bij hoge temperatuur wordt het titaandioxideproduct verkregen door filtratie, waterwassen, drogen en vermalen. Het chloreringsproces voor de productie van titaandioxide kan alleen rutielproducten opleveren.
Hoe kun je de authenticiteit van titaniumdioxide vaststellen?
I. Fysische methoden:
(1)De eenvoudigste methode is om de textuur te vergelijken door te voelen. Namaak titaniumdioxide voelt gladder aan, terwijl echt titaniumdioxide ruwer aanvoelt.
(2)Als je titaniumdioxide op je hand aanbrengt, is het neppe product gemakkelijk af te wassen met water, terwijl het echte product dat niet zo makkelijk af te wassen is.
(3)Neem een kopje schoon water en laat er een druppel titaandioxide in vallen. De druppel die naar de oppervlakte drijft, is echt, terwijl de druppel die naar de bodem zakt nep is (deze methode werkt mogelijk niet voor geactiveerde of gemodificeerde producten).
(4)Controleer de oplosbaarheid in water. Over het algemeen is titaandioxide oplosbaar in water (met uitzondering van titaandioxide dat specifiek is ontwikkeld voor kunststoffen en inkten, en sommige synthetische titaandioxide, die onoplosbaar zijn in water).
II. Chemische methoden:
(1) Als calciumpoeder wordt toegevoegd: Het toevoegen van zoutzuur zal een heftige reactie veroorzaken met een piepend geluid, gepaard gaande met de productie van een groot aantal belletjes (omdat calciumcarbonaat met zuur reageert en koolstofdioxide produceert).
(2) Indien lithopone wordt toegevoegd: Het toevoegen van verdund zwavelzuur of zoutzuur zal een rotte-eierengeur veroorzaken.
(3) Als het monster hydrofoob is, zal het toevoegen van zoutzuur geen reactie veroorzaken. Als er echter na het bevochtigen met ethanol en vervolgens het toevoegen van zoutzuur belletjes ontstaan, bewijst dit dat het monster gecoat calciumcarbonaatpoeder bevat.
III. Er zijn ook nog twee andere goede methoden:
(1) Door dezelfde formule van PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% titaandioxidepoeder te gebruiken, geldt dat hoe lager de sterkte van het resulterende materiaal is, hoe authentieker het titaandioxide (rutiel) is.
(2) Kies een transparante hars, zoals transparant ABS waaraan 0,5% titaandioxidepoeder is toegevoegd. Meet de lichtdoorlatendheid. Hoe lager de lichtdoorlatendheid, hoe authentieker het titaandioxidepoeder is.
Geplaatst op: 31 mei 2024
