Kaj je titanov dioksid?
Glavna sestavina titanovega dioksida je TIO2, ki je pomemben anorganski kemični pigment v obliki bele trdne snovi ali prahu. Je nestrupen, ima visoko belino in svetlost ter velja za najboljši beli pigment za izboljšanje beline materialov. Široko se uporablja v industrijah, kot so premazi, plastika, guma, papir, črnilo, keramika, steklo itd.
Ⅰ.Diagram verige industrije titanovega dioksida:
(1Industrijska veriga titanovega dioksida gorvodno sestavljajo surovine, vključno z ilmenitom, titanovim koncentratom, rutilom itd.;
(2Srednji tok se nanaša na izdelke iz titanovega dioksida.
(3) Nižji tok je področje uporabe titanovega dioksida.Titanov dioksid se pogosto uporablja na različnih področjih, kot so premazi, plastika, izdelava papirja, črnilo, guma itd.
Ⅱ. Kristalna struktura titanovega dioksida:
Titanov dioksid je vrsta polimorfne spojine, ki ima v naravi tri pogoste kristalne oblike, in sicer anataz, rutil in brookit.
Tako rutil kot anataz spadata v tetragonalni kristalni sistem, ki je stabilen pri normalni temperaturi; brookit spada v ortorombski kristalni sistem z nestabilno kristalno strukturo, zato ima trenutno v industriji malo praktične vrednosti.
Med tremi strukturami je rutilna faza najstabilnejša. Anatazna faza se nad 900 °C nepovratno pretvori v rutilno fazo, medtem ko se brookitna faza nad 650 °C nepovratno pretvori v rutilno fazo.
(1) Rutilna faza titanovega dioksida
V titanovem dioksidu v rutilni fazi se atomi Ti nahajajo v središču kristalne mreže, šest atomov kisika pa se nahaja na vogalih titan-kisikovega oktaedra. Vsak oktaeder je povezan z 10 okoliškimi oktaedri (vključno z osmimi skupnimi oglišči in dvema skupnima robovoma), dve molekuli TiO2 pa tvorita enotno celico.
Shematski diagram kristalne celice titanovega dioksida rutilne faze (levo)
Metoda povezave oktaedra iz titanovega oksida (desno)
(2) Titanov dioksid v anatazni fazi
V titanovem dioksidu v fazi anataza je vsak titan-kisikov oktaeder povezan z 8 okoliškimi oktaedri (4 skupni robovi in 4 skupna oglišča), 4 molekule TiO2 pa tvorijo enotno celico.
Shematski diagram kristalne celice titanovega dioksida rutilne faze (levo)
Metoda povezave oktaedra iz titanovega oksida (desno)
Ⅲ.Postopki priprave titanovega dioksida:
Proizvodni proces titanovega dioksida vključuje predvsem postopek z žveplovo kislino in postopek kloriranja.
(1) Postopek z žveplovo kislino
Postopek proizvodnje titanovega dioksida z žveplovo kislino vključuje reakcijo acidolize titanovega železovega prahu s koncentrirano žveplovo kislino, da nastane titanov sulfat, ki se nato hidrolizira, da nastane metatitanova kislina. Po kalcinaciji in drobljenju se dobijo produkti titanovega dioksida. S to metodo se lahko proizvede anataz in rutilni titanov dioksid.
(2) Postopek kloriranja
Postopek kloriranja za proizvodnjo titanovega dioksida vključuje mešanje rutila ali žlindre z visoko vsebnostjo titana s koksom in nato visokotemperaturno kloriranje za proizvodnjo titanovega tetraklorida. Po visokotemperaturni oksidaciji se titanov dioksid pridobi s filtracijo, pranjem z vodo, sušenjem in drobljenjem. Postopek kloriranja za proizvodnjo titanovega dioksida lahko proizvede samo rutilne izdelke.
Kako razlikovati pristnost titanovega dioksida?
I. Fizikalne metode:
(1）Najenostavnejša metoda je primerjava teksture na otip. Umetni titanov dioksid je na otip bolj gladek, medtem ko je pravi titanov dioksid na otip bolj hrapav.
(2）Če si na roko nanesete nekaj titanovega dioksida, se ponaredek zlahka spere, medtem ko se pristnega ne spere zlahka.
(3）Vzemite skodelico čiste vode in vanjo spustite titanov dioksid. Tisti, ki priplava na površje, je pristen, tisti, ki se usede na dno, pa je ponarejen (ta metoda morda ne bo delovala za aktivirane ali spremenjene izdelke).
(4）Preverite njegovo topnost v vodi. Titanov dioksid je na splošno topen v vodi (razen titanovega dioksida, posebej zasnovanega za plastiko, črnila in nekaterega sintetičnega titanovega dioksida, ki je netopen v vodi).
II. Kemijske metode:
(1) Če dodamo kalcijev prah: Dodajanje klorovodikove kisline bo povzročilo burno reakcijo s škripajočim zvokom, ki ga bo spremljalo nastajanje velikega števila mehurčkov (ker kalcijev karbonat reagira s kislino in tvori ogljikov dioksid).
(2) Če se doda litopon: Dodajanje razredčene žveplove ali klorovodikove kisline bo povzročilo vonj po gnilih jajcih.
(3) Če je vzorec hidrofoben, dodajanje klorovodikove kisline ne bo povzročilo reakcije. Če pa se po vlaženju z etanolom in nato dodajanju klorovodikove kisline pojavijo mehurčki, to dokazuje, da vzorec vsebuje prevlečen kalcijev karbonat v prahu.
III. Obstajata še dve dobri metodi:
(1) Z uporabo iste formule PP + 30 % GF + 5 % PP-G-MAH + 0,5 % titanovega dioksida v prahu velja, da nižja kot je trdnost nastalega materiala, bolj pristen je titanov dioksid (rutil).
(2) Izberite prozorno smolo, kot je prozorni ABS z dodatkom 0,5 % titanovega dioksida v prahu. Izmerite njegovo prepustnost svetlobe. Nižja kot je prepustnost svetlobe, bolj pristen je titanov dioksid v prahu.
Čas objave: 31. maj 2024
