Что такое диоксид титана?
Основным компонентом диоксида титана является TIO2 – важный неорганический химический пигмент в форме белого твёрдого вещества или порошка. Он нетоксичен, обладает высокой степенью белизны и яркости и считается лучшим белым пигментом для улучшения белизны материалов. Он широко используется в таких отраслях, как производство покрытий, пластмасс, резины, бумаги, чернил, керамики, стекла и т. д.
Ⅰ.Схема производственной цепочки производства диоксида титана:
（1）Верхняя часть цепочки производства диоксида титана состоит из сырья, включая ильменит, титановый концентрат, рутил и т. д.;
（2）Средняя часть относится к продуктам из диоксида титана.
（3）Нисходящая область применения — диоксид титана.Диоксид титана широко используется в различных областях, таких как производство покрытий, пластмасс, бумаги, чернил, резины и т. д.
Ⅱ.Кристаллическая структура диоксида титана：
Диоксид титана — полиморфное соединение, которое в природе встречается в трех кристаллических формах: анатаз, рутил и брукит.
И рутил, и анатаз принадлежат к тетрагональной кристаллической системе, которая стабильна при нормальной температуре; брукит принадлежит к орторомбической кристаллической системе с нестабильной кристаллической структурой, поэтому в настоящее время он не имеет большой практической ценности в промышленности.
Из трёх структур наиболее стабильной является рутиловая фаза. Анатазная фаза необратимо превращается в рутил при температуре выше 900°C, а брукитовая фаза необратимо превращается в рутил при температуре выше 650°C.
（1）Рутильная фаза диоксида титана
В диоксиде титана в рутильной фазе атомы Ti расположены в центре кристаллической решетки, а шесть атомов кислорода – в вершинах титан-кислородного октаэдра. Каждый октаэдр соединён с десятью окружающими его октаэдрами (включая восемь общих вершин и два общих ребра), а две молекулы TiO2 образуют элементарную ячейку.
Схема кристаллической ячейки диоксида титана рутильной фазы (слева)
Метод соединения октаэдра оксида титана (справа)
（2）Диоксид титана в анатазной фазе
В диоксиде титана в анатазной фазе каждый титан-кислородный октаэдр соединен с 8 окружающими октаэдрами (4 общими ребрами и 4 общими вершинами), а 4 молекулы TiO2 образуют элементарную ячейку.
Схема кристаллической ячейки диоксида титана рутильной фазы (слева)
Метод соединения октаэдра оксида титана (справа)
Ⅲ.Методы получения диоксида титана:
Процесс производства диоксида титана в основном включает сернокислотный процесс и процесс хлорирования.
（1）Процесс серной кислоты
Сернокислотный процесс производства диоксида титана включает реакцию ацидолиза порошка титанового железа концентрированной серной кислотой с образованием сульфата титана, который затем гидролизуется для получения метатитановой кислоты. После прокалки и измельчения получают диоксид титана. Этот метод позволяет получать диоксид титана в анатазной и рутильной формах.
（2）Процесс хлорирования
Процесс хлорирования при производстве диоксида титана включает смешивание порошка рутила или высокотитанового шлака с коксом и последующее высокотемпературное хлорирование для получения тетрахлорида титана. После высокотемпературного окисления диоксид титана получают путем фильтрации, промывки водой, сушки и измельчения. Процесс хлорирования при производстве диоксида титана позволяет получать только продукты рутиловой модификации.
Как отличить подлинность диоксида титана?
I. Физические методы:
（1）Самый простой способ — сравнить текстуру на ощупь. Поддельный диоксид титана кажется более гладким, а настоящий — более шершавым.
（2）Если нанести на руку немного диоксида титана, сполоснув ее водой, то подделку будет легко смыть, а вот настоящий смыть будет сложнее.
（3）Налейте в чашку чистой воды и капните туда диоксид титана. Тот, что всплывёт на поверхность, — настоящий, а тот, что осядет на дно — поддельный (этот метод может не сработать для активированных или модифицированных продуктов).
（4）Проверьте его растворимость в воде. Как правило, диоксид титана растворяется в воде (за исключением диоксида титана, специально разработанного для пластика, чернил и некоторых синтетических диоксидов титана, которые нерастворимы в воде).
II. Химические методы:
(1) Если добавлен порошок кальция: Добавление соляной кислоты вызовет бурную реакцию со скрипящим звуком, сопровождающуюся образованием большого количества пузырьков (поскольку карбонат кальция реагирует с кислотой с образованием углекислого газа).
(2) Если добавлен литопон: Добавление разбавленной серной кислоты или соляной кислоты приведет к появлению запаха тухлых яиц.
(3) Если образец гидрофобный, добавление соляной кислоты не вызовет реакции. Однако, если после смачивания образца этанолом и добавления соляной кислоты образуются пузырьки, это доказывает, что образец содержит порошок карбоната кальция с покрытием.
III. Есть еще два хороших метода:
(1) При использовании той же формулы PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% порошка диоксида титана, чем ниже прочность полученного материала, тем подлиннее диоксид титана (рутил).
(2) Выберите прозрачную смолу, например, прозрачный АБС-пластик с добавлением 0,5% порошка диоксида титана. Измерьте её светопропускание. Чем ниже светопропускание, тем выше аутентичность порошка диоксида титана.
Время публикации: 31 мая 2024 г.
