Czym jest dwutlenek tytanu?
Głównym składnikiem dwutlenku tytanu jest TIO₂, który jest ważnym nieorganicznym pigmentem chemicznym w postaci białego ciała stałego lub proszku. Jest nietoksyczny, charakteryzuje się wysoką białością i jasnością i jest uważany za najlepszy biały pigment poprawiający biel materiałów. Jest szeroko stosowany w przemyśle powłokowym, tworzyw sztucznych, gumowym, papierniczym, farbowym, ceramicznym, szklarskim itp.
Ⅰ.Schemat łańcucha przemysłowego dwutlenku tytanu:
(1）Najwyższy etap łańcucha przemysłowego dwutlenku tytanu obejmuje surowce, w tym ilmenit, koncentrat tytanu, rutyl itp.;
(2）Przez midstream rozumie się produkty na bazie dwutlenku tytanu.
(3) Poniżej przedstawiono obszar zastosowań dwutlenku tytanu.Dwutlenek tytanu jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach, takich jak powłoki, tworzywa sztuczne, papiernictwo, tusz, guma itp.
II.Struktura krystaliczna dwutlenku tytanu:
Dwutlenek tytanu to rodzaj związku polimorficznego, który w naturze występuje w trzech powszechnych formach krystalicznych, mianowicie anatazie, rutylu i brukicie.
Zarówno rutyl, jak i anataz należą do tetragonalnego układu krystalicznego, który jest stabilny w normalnej temperaturze. Brukit należy do rombowego układu krystalicznego o niestabilnej strukturze, dlatego obecnie ma niewielką wartość praktyczną w przemyśle.
Spośród tych trzech struktur, faza rutylowa jest najbardziej stabilna. Faza anatazu nieodwracalnie przekształca się w fazę rutylową powyżej 900°C, natomiast faza brukitu nieodwracalnie przekształca się w fazę rutylową powyżej 650°C.
（1）Dwutlenek tytanu w fazie rutylowej
W dwutlenku tytanu w fazie rutylowej atomy Ti znajdują się w centrum sieci krystalicznej, a sześć atomów tlenu w narożach oktaedru tytanowo-tlenowego. Każdy oktaedr jest połączony z 10 otaczającymi go oktaedrami (w tym ośmioma wspólnymi wierzchołkami i dwoma wspólnymi krawędziami), a dwie cząsteczki TiO₂ tworzą komórkę elementarną.
Schematyczny diagram ogniwa krystalicznego dwutlenku tytanu w fazie rutylowej (po lewej)
Metoda łączenia ośmiościanu tlenku tytanu (po prawej)
（2）Dwutlenek tytanu w fazie anatazu
W dwutlenku tytanu w fazie anatazu każdy oktaedr tytanowo-tlenowy połączony jest z 8 otaczającymi go oktaedrami (4 ze wspólnymi krawędziami i 4 ze wspólnymi wierzchołkami), a 4 cząsteczki TiO2 tworzą komórkę elementarną.
Schematyczny diagram ogniwa krystalicznego dwutlenku tytanu w fazie rutylowej (po lewej)
Metoda łączenia ośmiościanu tlenku tytanu (po prawej)
III.Metody przygotowania dwutlenku tytanu:
Proces produkcji dwutlenku tytanu obejmuje głównie proces z użyciem kwasu siarkowego i proces chlorowania.
(1) Proces kwasu siarkowego
Proces produkcji dwutlenku tytanu z użyciem kwasu siarkowego obejmuje reakcję kwasolizy proszku żelaza tytanowego ze stężonym kwasem siarkowym w celu wytworzenia siarczanu tytanu, który następnie jest hydrolizowany do kwasu metatytanowego. Po kalcynacji i kruszeniu otrzymuje się produkty w postaci dwutlenku tytanu. Tą metodą można wytwarzać anataz i rutylowy dwutlenek tytanu.
(2) Proces chlorowania
Proces chlorowania w produkcji dwutlenku tytanu polega na zmieszaniu rutylu lub proszku żużla wysokotytanowego z koksem, a następnie przeprowadzeniu wysokotemperaturowego chlorowania w celu wytworzenia czterochlorku tytanu. Po wysokotemperaturowym utlenianiu, dwutlenek tytanu jest uzyskiwany poprzez filtrację, płukanie wodą, suszenie i kruszenie. Proces chlorowania w produkcji dwutlenku tytanu pozwala na uzyskanie wyłącznie produktów rutylowych.
Jak rozpoznać autentyczność dwutlenku tytanu?
I. Metody fizyczne:
(1）Najprostszą metodą jest porównanie faktury poprzez dotyk. Podróbka dwutlenku tytanu jest gładsza, podczas gdy prawdziwy dwutlenek tytanu jest bardziej szorstki.
(2）Jeśli nałożysz na rękę odrobinę dwutlenku tytanu, to podróbkę zmyjesz łatwo, podczas gdy prawdziwej nie jest tak łatwo zmyć.
(3）Weź filiżankę czystej wody i wrzuć do niej dwutlenek tytanu. Ten, który unosi się na powierzchni, jest prawdziwy, a ten, który osiada na dnie, jest sztuczny (ta metoda może nie działać w przypadku produktów aktywowanych lub modyfikowanych).
(4）Sprawdź jego rozpuszczalność w wodzie. Dwutlenek tytanu jest zasadniczo rozpuszczalny w wodzie (z wyjątkiem dwutlenku tytanu przeznaczonego specjalnie do tworzyw sztucznych, tuszy i niektórych syntetycznych dwutlenków tytanu, które są nierozpuszczalne w wodzie).
II. Metody chemiczne:
(1) Jeśli dodany zostanie proszek wapienny: Dodanie kwasu solnego spowoduje gwałtowną reakcję z odgłosem skrzypienia, której towarzyszyć będzie wytwarzanie dużej liczby pęcherzyków powietrza (ponieważ węglan wapnia reaguje z kwasem, wytwarzając dwutlenek węgla).
(2) W przypadku dodania litoponu: Dodanie rozcieńczonego kwasu siarkowego lub solnego spowoduje zapach zgniłych jaj.
(3) Jeśli próbka jest hydrofobowa, dodanie kwasu solnego nie spowoduje reakcji. Jednakże, jeśli po zwilżeniu próbki etanolem, a następnie dodaniu kwasu solnego pojawią się pęcherzyki powietrza, świadczy to o tym, że próbka zawiera powlekany proszek węglanu wapnia.
III. Istnieją również dwie inne dobre metody:
(1) Przy zastosowaniu tej samej formuły PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% proszku dwutlenku tytanu, im niższa wytrzymałość uzyskanego materiału, tym bardziej autentyczny jest dwutlenek tytanu (rutyl).
(2) Wybierz przezroczystą żywicę, taką jak przezroczysty ABS z dodatkiem 0,5% proszku dwutlenku tytanu. Zmierz jego przepuszczalność światła. Im niższa przepuszczalność światła, tym bardziej autentyczny jest proszek dwutlenku tytanu.
Czas publikacji: 31 maja 2024 r.
