O que é dióxido de titânio?
O principal componente do dióxido de titânio é o TIO2, um importante pigmento químico inorgânico na forma de sólido ou pó branco. É atóxico, possui alta brancura e brilho, sendo considerado o melhor pigmento branco para melhorar a brancura de materiais. É amplamente utilizado em indústrias como revestimentos, plásticos, borracha, papel, tinta, cerâmica, vidro, etc.
Ⅰ.Diagrama da cadeia da indústria de dióxido de titânio:
（1）A cadeia da indústria de dióxido de titânio consiste em matérias-primas, incluindo ilmenita, concentrado de titânio, rutilo, etc.;
（2）O fluxo médio refere-se aos produtos de dióxido de titânio.
(3) O campo de aplicação do dióxido de titânio é o seguinte.O dióxido de titânio é amplamente utilizado em vários campos, como revestimentos, plásticos, fabricação de papel, tinta, borracha, etc.
Ⅱ.A estrutura cristalina do dióxido de titânio:
O dióxido de titânio é um tipo de composto polimorfo que apresenta três formas cristalinas comuns na natureza: anatase, rutilo e brookita.
Tanto o rutilo quanto o anatase pertencem ao sistema cristalino tetragonal, que é estável em temperatura normal; a brookita pertence ao sistema cristalino ortorrômbico, com estrutura cristalina instável, por isso tem pouco valor prático na indústria atualmente.
Dentre as três estruturas, a fase rutilo é a mais estável. A fase anatase se transforma irreversivelmente em fase rutilo acima de 900 °C, enquanto a fase brookita se transforma irreversivelmente em fase rutilo acima de 650 °C.
(1) Dióxido de titânio em fase rutilo
Na fase rutílica do dióxido de titânio, os átomos de Ti estão localizados no centro da rede cristalina e seis átomos de oxigênio estão localizados nos vértices do octaedro titânio-oxigênio. Cada octaedro está conectado a 10 octaedros circundantes (incluindo oito vértices e duas arestas comuns), e duas moléculas de TiO₂ formam uma célula unitária.
Diagrama esquemático da célula cristalina do dióxido de titânio em fase rutilo (esquerda)
O método de conexão do octaedro de óxido de titânio (à direita)
（2）Dióxido de titânio na fase anatase
Na fase anatase do dióxido de titânio, cada octaedro de titânio-oxigênio é conectado a 8 octaedros circundantes (4 arestas compartilhadas e 4 vértices compartilhados), e 4 moléculas de TiO2 formam uma célula unitária.
Diagrama esquemático da célula cristalina do dióxido de titânio em fase rutilo (esquerda)
O método de conexão do octaedro de óxido de titânio (à direita)
Ⅲ.Métodos de preparação de dióxido de titânio:
O processo de produção de dióxido de titânio inclui principalmente o processo de ácido sulfúrico e o processo de cloração.
（1）Processo de ácido sulfúrico
O processo de produção de dióxido de titânio com ácido sulfúrico envolve a reação de acidólise do pó de ferro-titânio com ácido sulfúrico concentrado para produzir sulfato de titânio, que é então hidrolisado para produzir ácido metatitânico. Após calcinação e britagem, são obtidos produtos de dióxido de titânio. Este método pode produzir anatase e dióxido de titânio rutilo.
（2）Processo de cloração
O processo de cloração para a produção de dióxido de titânio envolve a mistura de pó de rutilo ou escória com alto teor de titânio com coque e, em seguida, a cloração em alta temperatura para produzir tetracloreto de titânio. Após a oxidação em alta temperatura, o produto de dióxido de titânio é obtido por meio de filtração, lavagem com água, secagem e britagem. O processo de cloração para a produção de dióxido de titânio só pode produzir produtos de rutilo.
Como distinguir a autenticidade do dióxido de titânio?
I. Métodos Físicos:
（1）O método mais simples é comparar a textura ao toque. O dióxido de titânio falso é mais liso, enquanto o dióxido de titânio genuíno é mais áspero.
（2）Ao enxaguar com água, se você colocar um pouco de dióxido de titânio na mão, o falso será fácil de lavar, enquanto o genuíno não será fácil de lavar.
（3）Pegue um copo de água limpa e adicione dióxido de titânio. O que flutuar na superfície é genuíno, enquanto o que se depositar no fundo é falso (este método pode não funcionar para produtos ativados ou modificados).
（4）Verifique sua solubilidade em água. Geralmente, o dióxido de titânio é solúvel em água (exceto o dióxido de titânio desenvolvido especificamente para plásticos, tintas e alguns dióxidos de titânio sintéticos, que são insolúveis em água).
II. Métodos químicos:
(1) Se for adicionado pó de cálcio: A adição de ácido clorídrico causará uma reação vigorosa com um som agudo, acompanhado pela produção de um grande número de bolhas (porque o carbonato de cálcio reage com o ácido para produzir dióxido de carbono).
(2) Se for adicionado litopona: Adicionar ácido sulfúrico diluído ou ácido clorídrico produzirá um cheiro de ovo podre.
(3) Se a amostra for hidrofóbica, a adição de ácido clorídrico não causará reação. No entanto, após umedecê-la com etanol e, em seguida, adicionar ácido clorídrico, se bolhas forem formadas, isso prova que a amostra contém pó de carbonato de cálcio revestido.
III. Existem também dois outros bons métodos:
(1) Utilizando a mesma fórmula de PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% de pó de dióxido de titânio, quanto menor for a resistência do material resultante, mais autêntico será o dióxido de titânio (rutilo).
(2) Selecione uma resina transparente, como ABS transparente com 0,5% de pó de dióxido de titânio adicionado. Meça sua transmitância de luz. Quanto menor a transmitância de luz, mais autêntico é o pó de dióxido de titânio.
Data de publicação: 31 de maio de 2024
