Ce este dioxidul de titan?
Componenta principală a dioxidului de titan este TIO2, un pigment chimic anorganic important sub formă de solid alb sau pulbere. Este netoxic, are un alb și o strălucire ridicate și este considerat cel mai bun pigment alb pentru îmbunătățirea albului materialelor. Este utilizat pe scară largă în industrii precum acoperiri, materiale plastice, cauciuc, hârtie, cerneală, ceramică, sticlă etc.
Ⅰ.Diagrama lanțului industrial al dioxidului de titan:
(1）Amontele lanțului industrial al dioxidului de titan constă în materii prime, inclusiv ilmenit, concentrat de titan, rutil etc.;
(2）Cursul mediu se referă la produsele de dioxid de titan.
(3) În aval se află domeniul de aplicare al dioxidului de titan.Dioxidul de titan este utilizat pe scară largă în diverse domenii, cum ar fi acoperiri, materiale plastice, fabricarea hârtiei, cerneală, cauciuc etc.
Ⅱ. Structura cristalină a dioxidului de titan:
Dioxidul de titan este un compus polimorf, care are trei forme cristaline comune în natură, și anume anatază, rutil și brookit.
Atât rutilul, cât și anataza aparțin sistemului cristalin tetragonal, care este stabil la temperaturi normale; brookitul aparține sistemului cristalin ortorombic, cu o structură cristalină instabilă, deci are o valoare practică redusă în industrie în prezent.
Dintre cele trei structuri, faza rutilică este cea mai stabilă. Faza anatazică se va transforma ireversibil în fază rutilică peste 900°C, în timp ce faza brookită se va transforma ireversibil în fază rutilică peste 650°C.
(1) Dioxid de titan în fază rutilică
În dioxidul de titan în fază rutilică, atomii de Ti sunt situați în centrul rețelei cristaline, iar șase atomi de oxigen sunt situați în colțurile octaedrului titan-oxigen. Fiecare octaedru este conectat la 10 octaedre înconjurătoare (inclusiv opt vârfuri comune și două muchii comune), iar două molecule de TiO2 formează o celulă unitară.
Schema celulei cristaline de dioxid de titan în fază rutilică (stânga)
Metoda de conectare a octaedrului de oxid de titan (dreapta)
(2) Dioxid de titan în fază anatazică
În dioxidul de titan în fază anatază, fiecare octaedru titan-oxigen este conectat la 8 octaedre înconjurătoare (4 muchii comune și 4 vârfuri comune), iar 4 molecule de TiO2 formează o celulă unitară.
Schema celulei cristaline de dioxid de titan în fază rutilică (stânga)
Metoda de conectare a octaedrului de oxid de titan (dreapta)
Ⅲ. Metode de preparare a dioxidului de titan:
Procesul de producție a dioxidului de titan include în principal procesul de producere a acidului sulfuric și procesul de clorinare.
(1) Procesul cu acid sulfuric
Procesul de producere a dioxidului de titan prin acid sulfuric implică reacția de acidoliză a pulberii de titan-fier cu acid sulfuric concentrat pentru a produce sulfat de titan, care este apoi hidrolizat pentru a produce acid metatitanic. După calcinare și zdrobire, se obțin produse de dioxid de titan. Această metodă poate produce anatază și rutil de dioxid de titan.
(2) Procesul de clorinare
Procesul de clorinare pentru producerea dioxidului de titan implică amestecarea pulberii de rutil sau a zgurii cu conținut ridicat de titan cu cocs și apoi efectuarea clorinării la temperatură înaltă pentru a produce tetraclorură de titan. După oxidarea la temperatură înaltă, produsul de dioxid de titan se obține prin filtrare, spălare cu apă, uscare și zdrobire. Procesul de clorinare pentru producerea dioxidului de titan poate produce doar produse de rutil.
Cum se poate distinge autenticitatea dioxidului de titan?
I. Metode fizice:
(1）Cea mai simplă metodă este compararea texturii prin atingere. Dioxidul de titan fals se simte mai neted, în timp ce dioxidul de titan autentic se simte mai rugos.
(2）Prin clătire cu apă, dacă pui puțin dioxid de titan pe mână, cea falsă se spală ușor, în timp ce cea autentică nu se spală ușor.
(3）Ia o cană cu apă curată și picură dioxid de titan în ea. Cel care plutește la suprafață este autentic, în timp ce cel care se așează pe fund este fals (această metodă s-ar putea să nu funcționeze pentru produsele activate sau modificate).
(4）Verificați solubilitatea sa în apă. În general, dioxidul de titan este solubil în apă (cu excepția dioxidului de titan special conceput pentru materiale plastice, cerneluri și unele tipuri de dioxid de titan sintetic, care sunt insolubile în apă).
II. Metode chimice:
(1) Dacă se adaugă pulbere de calciu: Adăugarea de acid clorhidric va provoca o reacție viguroasă cu un scârțâit, însoțită de producerea unui număr mare de bule (deoarece carbonatul de calciu reacționează cu acidul pentru a produce dioxid de carbon).
(2) Dacă se adaugă litoponă: Adăugarea de acid sulfuric diluat sau acid clorhidric va produce un miros de ou putred.
(3) Dacă proba este hidrofobă, adăugarea de acid clorhidric nu va provoca o reacție. Cu toate acestea, după umectarea acesteia cu etanol și apoi adăugarea de acid clorhidric, dacă se produc bule, se dovedește că proba conține pulbere de carbonat de calciu acoperită.
III. Există și alte două metode bune:
(1) Prin utilizarea aceleiași formule de PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% pulbere de dioxid de titan, cu cât rezistența materialului rezultat este mai mică, cu atât dioxidul de titan (rutil) este mai autentic.
(2) Selectați o rășină transparentă, cum ar fi ABS transparent cu adaos de 0,5% pulbere de dioxid de titan. Măsurați-i transmitanța luminii. Cu cât transmitanța luminii este mai mică, cu atât pulberea de dioxid de titan este mai autentică.
Data publicării: 31 mai 2024
