Что такое диоксид титана?
Основным компонентом диоксида титана является TIO2, который представляет собой важный неорганический химический пигмент в форме белого твердого вещества или порошка. Он нетоксичен, обладает высокой белизной и яркостью и считается лучшим белым пигментом для улучшения белизны материала. Он широко используется в таких отраслях, как производство покрытий, пластмасс, резины, бумаги, чернил, керамики, стекла и т. д.
Ⅰ.Схема цепочки производства диоксида титана:
（1）Первая часть промышленной цепочки диоксида титана состоит из сырья, включая ильменит, титановый концентрат, рутил и т. д.;
（2）Средний поток относится к продуктам из диоксида титана.
(3) Далее идет область применения диоксида титана.Диоксид титана широко используется в различных областях, таких как покрытия, пластмассы, производство бумаги, чернил, резины и т. д.
Ⅱ.Кристаллическая структура диоксида титана:
Диоксид титана представляет собой разновидность полиморфного соединения, которое имеет три распространенные в природе кристаллические формы: анатаз, рутил и брукит.
И рутил, и анатаз принадлежат к тетрагональной кристаллической системе, стабильной при нормальной температуре; Брукит относится к орторомбической кристаллической системе с нестабильной кристаллической структурой, поэтому в настоящее время практического значения в промышленности он не имеет.
Среди трех структур рутиловая фаза является наиболее стабильной. При температуре выше 900°С анатазная фаза необратимо переходит в рутиловую фазу, а выше 650°С брукитовая фаза необратимо переходит в рутиловую фазу.
（1）Двуокись титана рутиловой фазы
В рутиловой фазе диоксида титана атомы Ti расположены в центре кристаллической решетки, а шесть атомов кислорода — в углах титано-кислородного октаэдра. Каждый октаэдр соединен с 10 окружающими его октаэдрами (включая восемь общих вершин и два общих ребра), а две молекулы TiO2 образуют элементарную ячейку.
Принципиальная схема кристаллической ячейки диоксида титана рутиловой фазы (слева)
Способ соединения октаэдра оксида титана (справа)
（2）Анатазная фаза диоксида титана
В диоксиде титана в фазе анатаза каждый титан-кислородный октаэдр соединен с 8 окружающими его октаэдрами (4 общими ребрами и 4 общими вершинами), а 4 молекулы TiO2 образуют элементарную ячейку.
Принципиальная схема кристаллической ячейки диоксида титана рутиловой фазы (слева)
Способ соединения октаэдра оксида титана (справа)
Ⅲ. Методы получения диоксида титана:
Процесс производства диоксида титана в основном включает в себя 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 с получением метатитановой кислоты. После прокаливания и измельчения получают продукты диоксида титана. Этим методом можно получать анатаз и рутиловый диоксид титана.
（2）Процесс хлорирования
Процесс хлорирования при производстве диоксида титана включает смешивание порошка рутила или высокотитанового шлака с коксом и последующее проведение высокотемпературного хлорирования с получением тетрахлорида титана. После высокотемпературного окисления продукт диоксида титана получают путем фильтрации, промывки водой, сушки и дробления. Процесс хлорирования при производстве диоксида титана позволяет производить только рутиловую продукцию.
Как отличить подлинность диоксида титана?
I. Физические методы:
（1）Самый простой способ – сравнить текстуру на ощупь. Поддельный диоксид титана кажется более гладким, а настоящий диоксид титана — более грубым.
（2）Промыв водой, если нанести на руку немного диоксида титана, подделку легко смыть, а подлинную смыть нелегко.
（3）Возьмите чашку чистой воды и капните в нее диоксид титана. Тот, который всплывает на поверхность, является подлинным, а тот, который оседает на дно, — подделкой (этот метод может не работать для активированных или модифицированных продуктов).
（4）Проверьте его растворимость в воде. Как правило, диоксид титана растворим в воде (за исключением диоксида титана, специально разработанного для пластмасс, 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 или соляной кислоты приведет к появлению запаха тухлых яиц.
(3) Если образец гидрофобен, добавление соляной кислоты не вызовет реакции. Однако если после смачивания образца этанолом и последующего 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: ПП + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% порошка диоксида титана, чем ниже прочность полученного материала, тем более аутентичным является диоксид титана (рутил).
(2) Выберите прозрачную смолу, например прозрачный АБС-пластик с добавлением 0,5% порошка диоксида титана. Измерьте его светопропускание. Чем ниже коэффициент пропускания света, тем более аутентичен порошок диоксида титана.
Время публикации: 31 мая 2024 г.
