O que é dióxido de titânio?
O principal componente do dióxido de titânio é o TiO2, um importante pigmento químico inorgânico que se apresenta na forma de sólido ou pó branco. É atóxico, possui alto grau de 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, tintas, cerâmica, vidro, entre outras.
Ⅰ.Diagrama da cadeia produtiva do dióxido de titânio:
(1A cadeia produtiva a montante do dióxido de titânio consiste em matérias-primas, incluindo ilmenita, concentrado de titânio, rutilo, etc;
(2O termo "midstream" refere-se a produtos de dióxido de titânio.
(3) O downstream é o campo de aplicação do dióxido de titânio.O dióxido de titânio é amplamente utilizado em diversos campos, como revestimentos, plásticos, fabricação de papel, tintas, borracha, etc.
II. A estrutura cristalina do dióxido de titânio:
O dióxido de titânio é um tipo de composto polimórfico que possui três formas cristalinas comuns na natureza: anatásio, rutilo e brookita.
Tanto o rutilo quanto o anatásio pertencem ao sistema cristalino tetragonal, sendo estáveis em temperatura ambiente; a brookita pertence ao sistema cristalino ortorrômbico, com estrutura cristalina instável, portanto, atualmente possui pouco valor prático na indústria.
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 na fase rutilo
Na fase rutilo 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 de titânio-oxigênio. Cada octaedro está conectado a 10 octaedros vizinhos (incluindo oito compartilhando vértices e dois compartilhando arestas), e duas moléculas de TiO2 formam uma célula unitária.
Diagrama esquemático da célula cristalina da fase rutilo do dióxido de titânio (esquerda)
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 está conectado a 8 octaedros vizinhos (4 compartilhando arestas e 4 compartilhando vértices), e 4 moléculas de TiO2 formam uma célula unitária.
Diagrama esquemático da célula cristalina da fase rutilo do dióxido de titânio (esquerda)
Método de conexão do octaedro de óxido de titânio (à direita)
III. Métodos de preparação do dióxido de titânio:
O processo de produção do dióxido de titânio inclui principalmente o processo com ácido sulfúrico e o processo de cloração.
(1) Processo do ácido sulfúrico
O processo de produção de dióxido de titânio com ácido sulfúrico envolve a reação de acidólise do pó de titânio-ferro com ácido sulfúrico concentrado para produzir sulfato de titânio, que é então hidrolisado para produzir ácido metatitânico. Após calcinação e moagem, obtêm-se os produtos de dióxido de titânio. Este método permite a produção de dióxido de titânio nas formas anatase e 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 rica em titânio com coque, seguida de cloração em alta temperatura para produzir tetracloreto de titânio. Após oxidação em alta temperatura, o dióxido de titânio é obtido por meio de filtração, lavagem com água, secagem e trituração. O processo de cloração para a produção de dióxido de titânio só permite a obtenção de produtos na forma 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 ao toque, enquanto o dióxido de titânio genuíno é mais áspero.
(2）Ao enxaguar com água, se você aplicar dióxido de titânio na mão, o falso sai facilmente, enquanto o genuíno não sai com a mesma facilidade.
(3）Pegue um copo de água limpa e pingue dióxido de titânio dentro. Aquele que flutuar até a superfície é genuíno, enquanto aquele que afundar é falso (este método pode não funcionar para produtos ativados ou modificados).
(4）Verifique a solubilidade em água. Geralmente, o dióxido de titânio é solúvel em água (exceto o dióxido de titânio especificamente desenvolvido para plásticos, tintas e alguns tipos de dióxido de titânio sintético, 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 estridente, acompanhada 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 adicionada litopona: A adição de ácido sulfúrico ou ácido clorídrico diluído 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 adicionar ácido clorídrico, se houver formação de bolhas, isso comprova que a amostra contém pó de carbonato de cálcio revestido.
III. Existem também outros dois bons métodos:
(1) Ao usar a mesma fórmula de PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% 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 da publicação: 31 de maio de 2024
