Què és el diòxid de titani?
El component principal del diòxid de titani és el TIO2, que és un pigment químic inorgànic important en forma de sòlid o pols blanc. No és tòxic, té una blancor i una brillantor elevades i es considera el millor pigment blanc per millorar la blancor dels materials. S'utilitza àmpliament en indústries com ara recobriments, plàstics, cautxú, paper, tinta, ceràmica, vidre, etc.
Ⅰ.Diagrama de la cadena de la indústria del diòxid de titani:
(1） La part superior de la cadena de la indústria del diòxid de titani consisteix en matèries primeres, com ara ilmenita, concentrat de titani, rútil, etc.;
(2） El corrent mitjà es refereix als productes de diòxid de titani.
(3) El camp d'aplicació del diòxid de titani és el següent.El diòxid de titani s'utilitza àmpliament en diversos camps com ara recobriments, plàstics, fabricació de paper, tinta, cautxú, etc.
Ⅱ. L'estructura cristal·lina del diòxid de titani:
El diòxid de titani és un tipus de compost polimorf, que té tres formes cristal·lines comunes a la natura, és a dir, anatasa, rútil i brookita.
Tant el rútil com l'anatasa pertanyen al sistema cristal·lí tetragonal, que és estable a temperatura normal; la brookita pertany al sistema cristal·lí ortoròmbic, amb una estructura cristal·lina inestable, per la qual cosa té poc valor pràctic a la indústria actualment.
De les tres estructures, la fase rútil és la més estable. La fase anatasa es transformarà irreversiblement en fase rútil per sobre dels 900 °C, mentre que la fase brookita es transformarà irreversiblement en fase rútil per sobre dels 650 °C.
(1) Diòxid de titani en fase rútil
En el diòxid de titani en fase rútil, els àtoms de Ti es troben al centre de la xarxa cristal·lina i sis àtoms d'oxigen es troben a les cantonades de l'octaedre de titani-oxigen. Cada octaedre està connectat a 10 octaedres circumdants (inclosos vuit vèrtexs compartits i dues arestes compartides), i dues molècules de TiO2 formen una cel·la unitària.
Diagrama esquemàtic d'una cel·la cristal·lina de diòxid de titani en fase rútil (esquerra)
El mètode de connexió de l'octaedre d'òxid de titani (dreta)
(2) Diòxid de titani en fase anatasa
En el diòxid de titani en fase anatasa, cada octaedre de titani-oxigen està connectat a 8 octaedres circumdants (4 arestes compartides i 4 vèrtexs compartits), i 4 molècules de TiO2 formen una cel·la unitària.
Diagrama esquemàtic d'una cel·la cristal·lina de diòxid de titani en fase rútil (esquerra)
El mètode de connexió de l'octaedre d'òxid de titani (dreta)
Ⅲ. Mètodes de preparació del diòxid de titani:
El procés de producció de diòxid de titani inclou principalment el procés d'àcid sulfúric i el procés de cloració.
(1) Procés d'àcid sulfúric
El procés d'àcid sulfúric per a la producció de diòxid de titani implica la reacció d'acidólisi de la pols de ferro-titani amb àcid sulfúric concentrat per produir sulfat de titani, que després s'hidrolitza per produir àcid metatitànic. Després de la calcinació i la trituració, s'obtenen productes de diòxid de titani. Aquest mètode pot produir anatasa i diòxid de titani rútil.
(2) Procés de cloració
El procés de cloració de la producció de diòxid de titani implica barrejar pols de rútil o escòria amb alt contingut de titani amb coc i després dur a terme una cloració a alta temperatura per produir tetraclorur de titani. Després de l'oxidació a alta temperatura, el producte de diòxid de titani s'obté mitjançant filtració, rentat amb aigua, assecat i trituració. El procés de cloració de la producció de diòxid de titani només pot produir productes de rútil.
Com distingir l'autenticitat del diòxid de titani?
I. Mètodes físics:
(1）El mètode més senzill és comparar la textura al tacte. El diòxid de titani fals es nota més suau, mentre que el diòxid de titani genuí es nota més rugós.
(2）Si esbandiu amb aigua, si us poseu una mica de diòxid de titani a la mà, la falsa és fàcil de rentar, mentre que la genuïna no és fàcil de rentar.
(3）Agafeu una tassa d'aigua neta i poseu-hi diòxid de titani. El que sura a la superfície és genuí, mentre que el que cau al fons és fals (aquest mètode pot no funcionar per a productes activats o modificats).
(4）Comproveu la seva solubilitat en aigua. Generalment, el diòxid de titani és soluble en aigua (excepte el diòxid de titani dissenyat específicament per a plàstics, tintes i alguns diòxids de titani sintètics, que són insolubles en aigua).
II. Mètodes químics:
(1) Si s'afegeix pols de calci: l'addició d'àcid clorhídric provocarà una reacció vigorosa amb un so de grinyol, acompanyada de la producció d'un gran nombre de bombolles (perquè el carbonat de calci reacciona amb l'àcid per produir diòxid de carboni).
(2) Si s'afegeix litopona: L'addició d'àcid sulfúric o àcid clorhídric diluïts produirà una olor d'ou podrit.
(3) Si la mostra és hidròfoba, afegir àcid clorhídric no provocarà cap reacció. Tanmateix, després de mullar-la amb etanol i després afegir àcid clorhídric, si es produeixen bombolles, demostra que la mostra conté pols de carbonat de calci recoberta.
III. També hi ha dos altres bons mètodes:
(1) Si s'utilitza la mateixa fórmula de PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% de pols de diòxid de titani, com menor sigui la resistència del material resultant, més autèntic serà el diòxid de titani (rútil).
(2) Seleccioneu una resina transparent, com ara ABS transparent amb un 0,5% de pols de diòxid de titani afegit. Mesureu-ne la transmitància de la llum. Com més baixa sigui la transmitància de la llum, més autèntica serà la pols de diòxid de titani.
Data de publicació: 31 de maig de 2024
