ไทเทเนียมไดออกไซด์คืออะไร?
ส่วนประกอบหลักของไทเทเนียมไดออกไซด์คือ TIO2 ซึ่งเป็นเม็ดสีเคมีอนินทรีย์ที่สำคัญในรูปของของแข็งหรือผงสีขาว ไม่เป็นพิษ มีความขาวและความสว่างสูงและถือเป็นเม็ดสีขาวที่ดีที่สุดในการปรับปรุงความขาวของวัสดุ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น สารเคลือบ พลาสติก ยาง กระดาษ หมึก เซรามิก แก้ว เป็นต้น
Ⅰ.แผนภาพห่วงโซ่อุตสาหกรรมไทเทเนียมไดออกไซด์:
-1）ต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมไทเทเนียมไดออกไซด์ประกอบด้วยวัตถุดิบ รวมทั้งอิลเมไนต์ ไทเทเนียมเข้มข้น รูไทล์ ฯลฯ
-2）กลางน้ำหมายถึงผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมไดออกไซด์
(3) ปลายน้ำเป็นเขตการใช้งานของไททาเนียมไดออกไซด์ไทเทเนียมไดออกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่นการเคลือบ พลาสติก การทำกระดาษ หมึก ยาง เป็นต้น
Ⅱ โครงสร้างผลึกของไทเทเนียมไดออกไซด์:
ไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นสารประกอบโพลีมอร์ฟัสชนิดหนึ่ง ซึ่งมีรูปแบบผลึกทั่วไปสามรูปแบบในธรรมชาติ ได้แก่ แอนาเทส รูไทล์ และบรูไคต์
ทั้งรูไทล์และแอนาเทสอยู่ในระบบคริสตัล tetragonal ซึ่งมีความเสถียรภายใต้อุณหภูมิปกติ brookite อยู่ในระบบคริสตัลออร์โธฮอมบิก ซึ่งมีโครงสร้างผลึกไม่เสถียร ดังนั้นจึงมีคุณค่าในทางปฏิบัติเพียงเล็กน้อยในอุตสาหกรรมในปัจจุบัน
ในบรรดาโครงสร้างทั้งสามนั้น เฟสรูไทล์นั้นมีความเสถียรที่สุด เฟสแอนาเทสจะเปลี่ยนเป็นเฟสรูไทล์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 900°C โดยไม่สามารถย้อนกลับได้ ในขณะที่เฟสบรูไคต์จะเปลี่ยนเป็นเฟสรูไทล์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 650°C โดยไม่สามารถย้อนกลับได้
(1) ไทเทเนียมไดออกไซด์เฟส Rutile
ในไทเทเนียมไดออกไซด์เฟสรูไทล์ อะตอม Ti จะอยู่ที่ศูนย์กลางของโครงตาข่ายคริสตัล และอะตอมออกซิเจน 6 อะตอมจะอยู่ที่มุมของรูปแปดด้านไทเทเนียม-ออกซิเจน แปดหน้าแต่ละอันเชื่อมต่อกับแปดหน้าแปดหน้าที่อยู่รอบๆ 10 ตัว (รวมถึงจุดยอดที่ใช้ร่วมกันแปดจุดและขอบการแบ่งปันสองจุด) และโมเลกุล TiO2 สองโมเลกุลก่อตัวเป็นเซลล์หน่วย
แผนผังของเซลล์ผลึกของไทเทเนียมไดออกไซด์เฟสรูไทล์ (ซ้าย)
วิธีการเชื่อมต่อของทรงแปดหน้าไทเทเนียมออกไซด์ (ขวา)
(2) ไทเทเนียมไดออกไซด์เฟสอะนาเทส
ในไทเทเนียมไดออกไซด์เฟสอะนาเตส แต่ละแปดหน้าไทเทเนียม-ออกซิเจนเชื่อมต่อกับแปดหน้าล้อมรอบ 8 ตัว (4 ส่วนเชื่อมต่อกันและ 4 จุดยอดร่วมกัน) และโมเลกุล TiO2 4 ตัวจะรวมกันเป็นเซลล์หน่วย
แผนผังของเซลล์ผลึกของไทเทเนียมไดออกไซด์เฟสรูไทล์ (ซ้าย)
วิธีการเชื่อมต่อของทรงแปดหน้าไทเทเนียมออกไซด์ (ขวา)
Ⅲวิธีการเตรียมไทเทเนียมไดออกไซด์:
กระบวนการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกระบวนการกรดซัลฟิวริกและกระบวนการคลอรีน
(1) กระบวนการกรดซัลฟูริก
กระบวนการกรดซัลฟิวริกในการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยากรดของผงเหล็กไทเทเนียมกับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเพื่อผลิตไทเทเนียมซัลเฟต ซึ่งจากนั้นจะถูกไฮโดรไลซ์เพื่อผลิตกรดเมตาไททานิก หลังจากการเผาและการบดจะได้ผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมไดออกไซด์ วิธีนี้สามารถผลิตแอนาเทสและไทเทเนียมไดออกไซด์รูไทล์ได้
(2) กระบวนการคลอรีน
กระบวนการคลอรีนของการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์เกี่ยวข้องกับการผสมรูไทล์หรือผงตะกรันไทเทเนียมสูงกับโค้ก จากนั้นจึงดำเนินการคลอรีนที่อุณหภูมิสูงเพื่อผลิตไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ หลังจากออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ผลิตภัณฑ์ไททาเนียมไดออกไซด์จะได้มาโดยการกรอง การล้างน้ำ การอบแห้ง และการบด กระบวนการคลอรีนของการผลิตไททาเนียมไดออกไซด์สามารถผลิตได้เฉพาะผลิตภัณฑ์รูไทล์เท่านั้น
จะแยกแยะความถูกต้องของไทเทเนียมไดออกไซด์ได้อย่างไร?
I. วิธีการทางกายภาพ:
-1-วิธีที่ง่ายที่สุดคือการเปรียบเทียบพื้นผิวด้วยการสัมผัส ไทเทเนียมไดออกไซด์ปลอมให้ความรู้สึกนุ่มนวลกว่า ในขณะที่ไทเทเนียมไดออกไซด์ของแท้ให้ความรู้สึกหยาบกว่า
-2-โดยการล้างด้วยน้ำถ้าใส่ไททาเนียมไดออกไซด์บนมือ ของปลอมก็ล้างออกง่าย ส่วนของแท้ก็ล้างออกยาก
-3-หยิบน้ำสะอาดหนึ่งถ้วยแล้วหยดไททาเนียมไดออกไซด์ลงไป ชิ้นที่ลอยขึ้นสู่พื้นผิวนั้นเป็นของจริง ในขณะที่ชิ้นที่เกาะอยู่ด้านล่างนั้นเป็นของปลอม (วิธีนี้อาจไม่ได้ผลกับผลิตภัณฑ์ที่เปิดใช้งานหรือดัดแปลง)
-4-ตรวจสอบความสามารถในการละลายในน้ำ โดยทั่วไป ไทเทเนียมไดออกไซด์สามารถละลายได้ในน้ำ (ยกเว้นไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับพลาสติก หมึก และไทเทเนียมไดออกไซด์สังเคราะห์บางชนิดซึ่งไม่ละลายในน้ำ)
ครั้งที่สอง วิธีการทางเคมี:
(1) หากเติมผงแคลเซียม: การเติมกรดไฮโดรคลอริกจะทำให้เกิดปฏิกิริยารุนแรงโดยมีเสียงแหลมพร้อมกับเกิดฟองจำนวนมาก (เนื่องจากแคลเซียมคาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อผลิตคาร์บอนไดออกไซด์)
(2) หากเติมลิโทโพน: การเติมกรดซัลฟิวริกเจือจางหรือกรดไฮโดรคลอริกจะทำให้เกิดกลิ่นไข่เน่า
(3) หากตัวอย่างไม่ชอบน้ำ การเติมกรดไฮโดรคลอริกจะไม่ทำให้เกิดปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม หลังจากที่ทำให้เอธานอลเปียกแล้วเติมกรดไฮโดรคลอริก ถ้ามีฟองเกิดขึ้น แสดงว่าตัวอย่างมีผงแคลเซียมคาร์บอเนตเคลือบอยู่
ที่สาม นอกจากนี้ยังมีวิธีที่ดีอีกสองวิธี:
(1) โดยใช้สูตรเดียวกันของผง PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0.5% ไทเทเนียมไดออกไซด์ ยิ่งความแข็งแรงของวัสดุที่ได้ลดลงเท่าใด ไทเทเนียมไดออกไซด์ (รูไทล์) ก็จะยิ่งมีความถูกต้องมากขึ้นเท่านั้น
(2) เลือกเรซินโปร่งใส เช่น ABS โปร่งใสที่เติมผงไททาเนียมไดออกไซด์ 0.5% วัดการส่งผ่านแสง ยิ่งการส่งผ่านแสงต่ำ ผงไทเทเนียมไดออกไซด์ก็จะยิ่งมีความถูกต้องมากขึ้นเท่านั้น
เวลาโพสต์: May-31-2024
