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 матеріалу. Він широко використовується в таких галузях, як покриття, пластмаси, гума, папір, чорнило, кераміка, скло тощо.
Ⅰ.Ланцюгова схема виробництва діоксиду титану:
（1）Вище за течією ланцюг виробництва діоксиду титану складається із сировини, включаючи ільменіт, титановий концентрат, рутил тощо;
（2）Середня частина відноситься до продуктів діоксиду титану.
（3） Нижче за течією є сфера застосування діоксиду титану.Діоксид титану широко використовується в різних галузях, таких як покриття, пластик, виробництво паперу, чорнило, гума тощо.
Ⅱ. Кристалічна структура діоксиду титану:
Діоксид титану є різновидом поліморфної сполуки, яка має три поширені кристалічні форми в природі, а саме анатаз, рутил і брукіт.
І рутил, і анатаз належать до тетрагональної кристалічної системи, яка є стабільною за нормальної температури; Брукіт відноситься до орторомбічної кристалічної системи з нестабільною кристалічною структурою, тому в даний час він не має практичного значення в промисловості.
Серед трьох структур рутилова фаза є найбільш стабільною. Фаза анатазу незворотньо перетворюється на фазу рутилу вище 900°C, тоді як фаза брукіту незворотньо перетворюється на фазу рутилу вище 650°C.
（1）Діоксид титану рутилової фази
У діоксиді титану рутилової фази атоми Ti розташовані в центрі кристалічної решітки, а шість атомів кисню розташовані по кутах титан-кисневого октаедра. Кожен октаедр з’єднаний з 10 навколишніми октаедрами (включаючи вісім спільних вершин і два спільні ребра), а дві молекули TiO2 утворюють елементарну комірку.
Принципова діаграма кристалічної комірки рутилової фази діоксиду титану (ліворуч)
Спосіб з'єднання октаедра оксиду титану (праворуч)
（2）Діоксид титану фази анатазу
У анатазній фазі діоксиду титану кожен октаедр титан-кисень з’єднаний з 8 навколишніми октаедрами (4 спільні ребра та 4 спільні вершини), а 4 молекули TiO2 утворюють елементарну комірку.
Принципова діаграма кристалічної комірки рутилової фази діоксиду титану (ліворуч)
Спосіб з'єднання октаедра оксиду титану (праворуч)
Ⅲ. Методи приготування діоксиду титану:
Процес виробництва діоксиду титану в основному включає процес сірчаної кислоти та процес хлорування.
（1）Процес сірчаної кислоти
Сірчанокислотний процес виробництва діоксиду титану включає реакцію ацидолізу порошку титанового заліза з концентрованою сірчаною кислотою для отримання сульфату титану, який потім гідролізується для отримання метатитанової кислоти. Після прожарювання і дроблення отримують продукти діоксиду титану. Цим методом можна отримати анатаз і рутиловий діоксид титану.
（2）Процес хлорування
Процес хлорування виробництва діоксиду титану включає змішування порошку рутилу або шлаку з високим вмістом титану 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 виробництва діоксиду титану може давати тільки рутилові продукти.
Як відрізнити справжність діоксиду титану?
I. Фізичні методи:
（1)Найпростіший спосіб - порівняти текстуру на дотик. Фальшивий діоксид титану виглядає більш гладким, тоді як справжній діоксид титану більш шорстким.
（2)Якщо нанести на руку трохи діоксиду титану, сполоснувши водою, підробку легко змити, а справжню – нелегко.
（3)Візьміть чашку чистої води і капніть туди діоксид титану. Той, що спливає на поверхню, є справжнім, а той, що осідає на дно, є підробкою (цей метод може не працювати для активованих або модифікованих продуктів).
（4)Перевірте його розчинність у воді. Як правило, діоксид титану розчинний у воді (за винятком діоксиду титану, спеціально розробленого для пластмас, чорнила та деяких синтетичних діоксидів титану, які нерозчинні у воді).
II. Хімічні методи:
(1) Якщо додано порошок кальцію: додавання соляної кислоти спричинить бурхливу реакцію зі скрипучим звуком, що супроводжується утворенням великої кількості бульбашок (оскільки карбонат кальцію реагує з кислотою з утворенням вуглекислого газу).
(2) Якщо додано літопон: додавання розведеної сірчаної або соляної кислоти призведе до появи запаху тухлих яєць.
(3) Якщо зразок є гідрофобним, додавання соляної кислоти не викличе реакції. Однак, якщо змочують його етанолом і потім додають соляну кислоту, якщо утворюються бульбашки, це доводить, що зразок містить порошок карбонату кальцію з покриттям.
III. Також є два інших хороших методу:
(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 його світлопроникність. Чим нижчий коефіцієнт пропускання світла, тим автентичніший порошок діоксиду титану.
Час публікації: 31 травня 2024 р
