Titanium dioxide là gì?
Thành phần chính của titan dioxide là TiO2, một chất màu hóa học vô cơ quan trọng ở dạng rắn hoặc bột màu trắng. Nó không độc hại, có độ trắng và độ sáng cao, và được coi là chất màu trắng tốt nhất để cải thiện độ trắng của vật liệu. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sơn phủ, nhựa, cao su, giấy, mực in, gốm sứ, thủy tinh, v.v.
Ⅰ.Sơ đồ chuỗi công nghiệp sản xuất titan dioxide:
(1(Phần đầu chuỗi công nghiệp sản xuất titan dioxide bao gồm các nguyên liệu thô, chẳng hạn như ilmenit, tinh quặng titan, rutile, v.v.)
(2(Phần giữa chuỗi cung ứng đề cập đến các sản phẩm titan dioxide.)
(3) Lĩnh vực ứng dụng của titan dioxit nằm ở phía hạ lưu.Titanium dioxide được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sơn phủ, nhựa, sản xuất giấy, mực in, cao su, v.v.
II. Cấu trúc tinh thể của titan dioxit:
Titanium dioxide là một loại hợp chất đa hình, có ba dạng tinh thể phổ biến trong tự nhiên, đó là anatase, rutile và brookite.
Cả rutile và anatase đều thuộc hệ tinh thể tứ giác, ổn định ở nhiệt độ thường; còn brookite thuộc hệ tinh thể trực giao, có cấu trúc tinh thể không ổn định, nên hiện nay ít có giá trị thực tiễn trong công nghiệp.
Trong ba cấu trúc, pha rutile là cấu trúc ổn định nhất. Pha anatase sẽ chuyển hóa không thuận nghịch thành pha rutile ở nhiệt độ trên 900°C, trong khi pha brookite sẽ chuyển hóa không thuận nghịch thành pha rutile ở nhiệt độ trên 650°C.
(1) Titan dioxit pha rutile
Trong pha rutile của titan dioxide, các nguyên tử Ti nằm ở tâm của mạng tinh thể, và sáu nguyên tử oxy nằm ở các đỉnh của hình bát diện titan-oxy. Mỗi hình bát diện được liên kết với 10 hình bát diện xung quanh (bao gồm tám hình bát diện chung đỉnh và hai hình bát diện chung cạnh), và hai phân tử TiO2 tạo thành một ô đơn vị.
Sơ đồ cấu trúc ô tinh thể của titan dioxide pha rutile (bên trái)
Phương pháp kết nối của hình bát diện oxit titan (bên phải)
(2) Titan dioxit pha anatase
Trong pha anatase của titan dioxide, mỗi bát diện titan-oxy được liên kết với 8 bát diện xung quanh (4 bát diện chung cạnh và 4 bát diện chung đỉnh), và 4 phân tử TiO2 tạo thành một ô đơn vị.
Sơ đồ cấu trúc ô tinh thể của titan dioxide pha rutile (bên trái)
Phương pháp kết nối của hình bát diện oxit titan (bên phải)
III. Phương pháp điều chế titan dioxit:
Quy trình sản xuất titan dioxide chủ yếu bao gồm quy trình sử dụng axit sulfuric và quy trình clo hóa.
(1) Quy trình axit sulfuric
Quy trình sản xuất titan dioxide bằng axit sulfuric bao gồm phản ứng thủy phân bột sắt titan với axit sulfuric đậm đặc để tạo ra titan sulfat, sau đó được thủy phân để tạo ra axit metatitanic. Sau quá trình nung và nghiền, thu được sản phẩm titan dioxide. Phương pháp này có thể sản xuất titan dioxide dạng anatase và rutile.
(2) Quá trình clo hóa
Quá trình clo hóa để sản xuất titan dioxide bao gồm việc trộn bột rutile hoặc bột xỉ titan cao với than cốc, sau đó tiến hành clo hóa ở nhiệt độ cao để tạo ra titan tetrachloride. Sau quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao, sản phẩm titan dioxide được thu được thông qua quá trình lọc, rửa bằng nước, sấy khô và nghiền. Quá trình clo hóa để sản xuất titan dioxide chỉ có thể tạo ra sản phẩm rutile.
Làm thế nào để phân biệt titan dioxide thật và giả?
I. Phương pháp vật lý:
(1()Phương pháp đơn giản nhất là so sánh kết cấu bằng cách sờ. Titanium dioxide giả sẽ cho cảm giác mịn hơn, trong khi titanium dioxide thật sẽ cho cảm giác thô ráp hơn.
(2()Nếu bạn rửa tay bằng nước và dính một ít titan dioxide, chất giả sẽ dễ dàng rửa sạch, trong khi chất thật thì khó rửa sạch hơn.
(3()Lấy một cốc nước sạch và nhỏ vài giọt titan dioxide vào đó. Viên nào nổi lên trên mặt nước là titan dioxide thật, còn viên nào lắng xuống đáy là titan dioxide giả (phương pháp này có thể không hiệu quả với các sản phẩm đã được hoạt hóa hoặc biến đổi).
(4()Kiểm tra độ hòa tan của nó trong nước. Nói chung, titan dioxide hòa tan trong nước (ngoại trừ titan dioxide được thiết kế đặc biệt cho nhựa, mực in và một số loại titan dioxide tổng hợp, những loại này không hòa tan trong nước).
II. Phương pháp hóa học:
(1) Nếu thêm bột canxi: Thêm axit clohidric sẽ gây ra phản ứng mạnh với tiếng kêu rít, kèm theo sự tạo ra một lượng lớn bọt khí (vì canxi cacbonat phản ứng với axit tạo ra khí cacbon điôxit).
(2) Nếu thêm lithopone: Việc thêm axit sulfuric loãng hoặc axit clohidric loãng sẽ tạo ra mùi trứng thối.
(3) Nếu mẫu kỵ nước, việc thêm axit clohidric sẽ không gây ra phản ứng. Tuy nhiên, sau khi làm ướt bằng etanol rồi thêm axit clohidric, nếu xuất hiện bọt khí thì chứng tỏ mẫu có chứa bột canxi cacbonat được phủ.
III. Ngoài ra còn có hai phương pháp tốt khác:
(1) Bằng cách sử dụng cùng công thức PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% bột titan dioxit, độ bền của vật liệu thu được càng thấp thì titan dioxit (rutile) càng chính xác.
(2) Chọn một loại nhựa trong suốt, chẳng hạn như ABS trong suốt có thêm 0,5% bột titan dioxit. Đo độ truyền ánh sáng của nó. Độ truyền ánh sáng càng thấp thì bột titan dioxit càng chính xác.
Thời gian đăng bài: 31 tháng 5 năm 2024
