Apakah titanium dioksida?
Komponen utama titanium dioksida ialah TIO2, yang merupakan pigmen kimia tak organik yang penting dalam bentuk pepejal atau serbuk putih. Ia tidak toksik, mempunyai keputihan dan kecerahan yang tinggi, dan dianggap sebagai pigmen putih terbaik untuk meningkatkan keputihan bahan. Ia digunakan secara meluas dalam industri seperti salutan, plastik, getah, kertas, dakwat, seramik, kaca, dll.
Ⅰ.Gambar rajah rantai industri titanium dioksida:
（1）Hulu rantaian industri titanium dioksida terdiri daripada bahan mentah, termasuk ilmenit, pekat titanium, rutil, dll;
（2）Arus tengah merujuk kepada produk titanium dioksida.
（3）Hilir ialah bidang aplikasi titanium dioksida.Titanium dioksida digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti salutan, plastik, pembuatan kertas, dakwat, getah, dll.
Ⅱ. Struktur kristal titanium dioksida:
Titanium dioksida adalah sejenis sebatian polimorf, yang mempunyai tiga bentuk kristal biasa dalam alam semula jadi, iaitu anatase, rutil dan brookite.
Kedua-dua rutil dan anatase tergolong dalam sistem kristal tetragonal, yang stabil di bawah suhu biasa; brookite tergolong dalam sistem kristal ortorombik, dengan struktur kristal yang tidak stabil, jadi ia mempunyai sedikit nilai praktikal dalam industri pada masa ini.
Di antara tiga struktur, fasa rutil adalah yang paling stabil. Fasa anatase akan berubah menjadi fasa rutil di atas 900°C, manakala fasa brookite akan berubah menjadi fasa rutil di atas 650°C.
（1）Fasa rutil titanium dioksida
Dalam titanium dioksida fasa rutil, atom Ti terletak di tengah-tengah kekisi kristal, dan enam atom oksigen terletak di sudut oktahedron titanium-oksigen. Setiap oktahedron disambungkan kepada 10 oktahedron di sekeliling (termasuk lapan bucu perkongsian dan dua tepi perkongsian), dan dua molekul TiO2 membentuk sel unit.
Gambarajah skematik sel kristal fasa rutil titanium dioksida (kiri)
Kaedah penyambungan titanium oksida oktahedron (kanan)
（2） fasa anatase titanium dioksida
Dalam titanium dioksida fasa anatase, setiap oktahedron titanium-oksigen disambungkan kepada 8 oktahedron di sekeliling (4 tepi berkongsi dan 4 bucu berkongsi), dan 4 molekul TiO2 membentuk sel unit.
Gambarajah skematik sel kristal fasa rutil titanium dioksida (kiri)
Kaedah penyambungan titanium oksida oktahedron (kanan)
Ⅲ. Kaedah Penyediaan Titanium Dioksida:
Proses pengeluaran titanium dioksida terutamanya termasuk proses asid sulfurik dan proses pengklorinan.
（1）Proses asid sulfurik
Proses asid sulfurik penghasilan titanium dioksida melibatkan tindak balas asidolisis serbuk besi titanium dengan asid sulfurik pekat untuk menghasilkan titanium sulfat, yang kemudiannya dihidrolisiskan untuk menghasilkan asid metatitanik. Selepas pengkalsinan dan penghancuran, produk titanium dioksida diperolehi. Kaedah ini boleh menghasilkan anatase dan rutil titanium dioksida.
（2）Proses pengklorinan
Proses pengklorinan pengeluaran titanium dioksida melibatkan pencampuran serbuk rutil atau sanga titanium tinggi dengan kok dan kemudian menjalankan pengklorinan suhu tinggi untuk menghasilkan titanium tetraklorida. Selepas pengoksidaan suhu tinggi, produk titanium dioksida diperoleh melalui penapisan, pencucian air, pengeringan, dan penghancuran. Proses pengklorinan pengeluaran titanium dioksida hanya boleh menghasilkan produk rutil.
Bagaimana untuk membezakan ketulenan titanium dioksida?
I. Kaedah Fizikal:
（1）Kaedah paling mudah ialah membandingkan tekstur dengan sentuhan. Titanium dioksida palsu terasa lebih licin, manakala titanium dioksida tulen terasa lebih kasar.
（2）Dengan membilas dengan air, jika anda meletakkan sedikit titanium dioksida pada tangan anda, yang palsu mudah dicuci, manakala yang tulen tidak mudah dicuci.
（3）Ambil secawan air bersih dan titiskan titanium dioksida ke dalamnya. Yang terapung ke permukaan adalah tulen, manakala yang mengendap ke bawah adalah palsu (kaedah ini mungkin tidak berfungsi untuk produk yang diaktifkan atau diubah suai).
（4）Periksa keterlarutannya dalam air. Secara amnya, titanium dioksida larut dalam air (kecuali titanium dioksida yang direka khusus untuk plastik, dakwat, dan beberapa titanium dioksida sintetik, yang tidak larut dalam air).
II. Kaedah kimia:
(1) Jika serbuk kalsium ditambah: Penambahan asid hidroklorik akan menyebabkan tindak balas yang kuat dengan bunyi berdecit, disertai dengan pengeluaran sejumlah besar buih (kerana kalsium karbonat bertindak balas dengan asid untuk menghasilkan karbon dioksida).
(2) Jika lithopon ditambah: Menambah asid sulfurik cair atau asid hidroklorik akan menghasilkan bau telur busuk.
(3) Jika sampel adalah hidrofobik, menambah asid hidroklorik tidak akan menyebabkan tindak balas. Walau bagaimanapun, selepas membasahinya dengan etanol dan kemudian menambah asid hidroklorik, jika gelembung terhasil, ia membuktikan bahawa sampel mengandungi serbuk kalsium karbonat bersalut.
III. Terdapat juga dua kaedah lain yang baik:
(1) Dengan menggunakan formula yang sama iaitu PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0.5% serbuk titanium dioksida, semakin rendah kekuatan bahan yang dihasilkan, semakin tulen titanium dioksida (rutile).
(2) Pilih resin lutsinar, seperti ABS lutsinar dengan serbuk titanium dioksida 0.5% ditambah. Ukur penghantaran cahayanya. Semakin rendah penghantaran cahaya, semakin tulen serbuk titanium dioksida itu.
Masa siaran: 31 Mei 2024
