Що таке діоксид титану?
Основним компонентом діоксиду титану є TIO2, який є важливим неорганічним хімічним пігментом у формі білої твердої речовини або порошку. Він нетоксичний, має високу білизну та яскравість і вважається найкращим білим пігментом для покращення білизни матеріалів. Він широко використовується в таких галузях промисловості, як покриття, пластмаси, гума, папір, чорнило, кераміка, скло тощо.
Ⅰ.Схема ланцюга виробництва діоксиду титану:
(1Вихідний ланцюжок промисловості діоксиду титану складається з сировини, включаючи ільменіт, титановий концентрат, рутил тощо;
(2Середній потік стосується продуктів з діоксиду титану.
(3) Нижній рівень - це сфера застосування діоксиду титану.Діоксид титану широко використовується в різних галузях, таких як покриття, пластмаси, виробництво паперу, чорнила, гуми тощо.
Ⅱ. Кристалічна структура діоксиду титану:
Діоксид титану - це поліморфна сполука, яка має три поширені в природі кристалічні форми, а саме: анатаз, рутил та брукіт.
Як рутил, так і анатаз належать до тетрагональної кристалічної системи, яка стабільна за нормальної температури; брукіт належить до орторомбічної кристалічної системи з нестабільною кристалічною структурою, тому наразі має невелику практичну цінність у промисловості.
Серед трьох структур рутилова фаза є найстабільнішою. Фаза анатазу незворотно перетворюється на фазу рутилу вище 900°C, тоді як фаза брукіту незворотно перетворюється на фазу рутилу вище 650°C.
(1) Рутиловий діоксид титану
У діоксиді титану рутилової фази атоми Ti розташовані в центрі кристалічної решітки, а шість атомів кисню розташовані в кутах титан-кисневого октаедра. Кожен октаедр з'єднаний з 10 навколишніми октаедрами (включаючи вісім спільних вершин і два спільних ребра), і дві молекули TiO2 утворюють елементарну комірку.
Принципова схема кристалічної комірки діоксиду титану рутилової фази (ліворуч)
Спосіб з'єднання октаедра з оксиду титану (праворуч)
(2) Діоксид титану у фазі анатазу
У фазі анатазу діоксид титану кожен титан-кисневий октаедр з'єднаний з 8 навколишніми октаедрами (4 спільні ребра та 4 спільні вершини), і 4 молекули TiO2 утворюють елементарну комірку.
Принципова схема кристалічної комірки діоксиду титану рутилової фази (ліворуч)
Спосіб з'єднання октаедра з оксиду титану (праворуч)
Ⅲ.Способи приготування діоксиду титану:
Процес виробництва діоксиду титану в основному включає сірчанокислотний процес та процес хлорування.
(1) Процес із сульфатною кислотою
Процес виробництва діоксиду титану сірчаною кислотою включає реакцію ацидолізу порошку титанового заліза концентрованою сірчаною кислотою для отримання сульфату титану, який потім гідролізується для отримання метатитанової кислоти. Після кальцинації та подрібнення отримують продукти діоксиду титану. Цей метод може виробляти анатаз та рутиловий діоксид титану.
(2) Процес хлорування
Процес хлорування для виробництва діоксиду титану включає змішування порошку рутилу або високотитанового шлаку з коксом, а потім проведення високотемпературного хлорування для отримання тетрахлориду титану. Після високотемпературного окислення продукт діоксиду титану отримують шляхом фільтрації, промивання водою, сушіння та подрібнення. Процес хлорування для виробництва діоксиду титану може виробляти лише продукти рутилу.
Як відрізнити справжність діоксиду титану?
I. Фізичні методи:
(1）Найпростіший метод – порівняти текстуру на дотик. Підроблений діоксид титану відчувається гладкішим, тоді як справжній діоксид титану відчувається шорсткішим.
(2）Якщо змити водою руку діоксидом титану, підробку легко змити, тоді як справжній – нелегко.
(3）Візьміть чашку чистої води та опустіть туди діоксид титану. Той, що спливає на поверхню, є справжнім, а той, що осідає на дні, – підробленим (цей метод може не працювати для активованих або модифікованих продуктів).
(4）Перевірте його розчинність у воді. Зазвичай діоксид титану розчинний у воді (за винятком діоксиду титану, спеціально розробленого для пластмас, чорнил, та деяких синтетичних діоксидів титану, які не розчиняються у воді).
II. Хімічні методи:
(1) Якщо додати кальцієвий порошок: Додавання хлоридної кислоти викличе бурхливу реакцію зі скрипучим звуком, що супроводжується утворенням великої кількості бульбашок (оскільки карбонат кальцію реагує з кислотою з утворенням вуглекислого газу).
(2) Якщо додається літопон: Додавання розведеної сірчаної або соляної кислоти призведе до запаху тухлих яєць.
(3) Якщо зразок гідрофобний, додавання хлоридної кислоти не викличе реакції. Однак, після зволоження його етанолом, а потім додавання хлоридної кислоти, якщо утворюються бульбашки, це доводить, що зразок містить порошок карбонату кальцію, покритий покриттям.
III. Також є два інших гарних методи:
(1) Використовуючи ту саму формулу PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% порошку діоксиду титану, чим нижча міцність отриманого матеріалу, тим автентичнішим є діоксид титану (рутил).
(2) Виберіть прозору смолу, таку як прозорий ABS з додаванням 0,5% порошку діоксиду титану. Виміряйте її світлопроникність. Чим нижча світлопроникність, тим автентичніший порошок діоксиду титану.
Час публікації: 31 травня 2024 р.
