¿Qué es el dióxido de titanio?
El componente principal del dióxido de titanio es el TIO2, que es un importante pigmento químico inorgánico en forma de sólido o polvo blanco. No es tóxico, tiene alta blancura y brillo y se considera el mejor pigmento blanco para mejorar la blancura del material. Es ampliamente utilizado en industrias como recubrimientos, plásticos, caucho, papel, tintas, cerámica, vidrio, etc.
Ⅰ.Diagrama de cadena de la industria del dióxido de titanio:
(1）La fase inicial de la cadena industrial del dióxido de titanio se compone de materias primas, incluida la ilmenita, el concentrado de titanio, el rutilo, etc.;
(2）La mitad de la corriente se refiere a productos de dióxido de titanio.
(3) La corriente abajo es el campo de aplicación del dióxido de titanio.El dióxido de titanio se usa ampliamente en diversos campos, como recubrimientos, plásticos, fabricación de papel, tintas, caucho, etc.
Ⅱ.La estructura cristalina del dióxido de titanio:
El dióxido de titanio es un tipo de compuesto polimorfo que tiene tres formas cristalinas comunes en la naturaleza: anatasa, rutilo y brookita.
Tanto el rutilo como la anatasa pertenecen al sistema cristalino tetragonal, que son estables a temperatura normal; La brookita pertenece al sistema cristalino ortorrómbico, con una estructura cristalina inestable, por lo que tiene poco valor práctico en la industria en la actualidad.
Entre las tres estructuras, la fase rutilo es la más estable. La fase anatasa se transformará irreversiblemente en fase rutilo por encima de 900 °C, mientras que la fase brookita se transformará irreversiblemente en fase rutilo por encima de 650 °C.
(1) Dióxido de titanio en fase rutilo
En el dióxido de titanio en fase rutilo, los átomos de Ti están ubicados en el centro de la red cristalina y seis átomos de oxígeno están ubicados en las esquinas del octaedro de titanio-oxígeno. Cada octaedro está conectado a 10 octaedros circundantes (incluidos ocho vértices compartidos y dos bordes compartidos), y dos moléculas de TiO2 forman una celda unitaria.
Diagrama esquemático de la celda cristalina de dióxido de titanio en fase rutilo (izquierda)
El método de conexión del octaedro de óxido de titanio (derecha)
(2) Dióxido de titanio en fase anatasa
En el dióxido de titanio en fase anatasa, cada octaedro de titanio y oxígeno está conectado a 8 octaedros circundantes (4 que comparten bordes y 4 que comparten vértices), y 4 moléculas de TiO2 forman una celda unitaria.
Diagrama esquemático de la celda cristalina de dióxido de titanio en fase rutilo (izquierda)
El método de conexión del octaedro de óxido de titanio (derecha)
Ⅲ.Métodos de preparación de dióxido de titanio:
El proceso de producción de dióxido de titanio incluye principalmente el proceso de ácido sulfúrico y el proceso de cloración.
(1) Proceso de ácido sulfúrico
El proceso de producción de dióxido de titanio con ácido sulfúrico implica la reacción de acidólisis del polvo de hierro titanio con ácido sulfúrico concentrado para producir sulfato de titanio, que luego se hidroliza para producir ácido metatitanico. Después de la calcinación y trituración se obtienen productos de dióxido de titanio. Este método puede producir anatasa y dióxido de titanio rutilo.
(2) Proceso de cloración
El proceso de cloración para la producción de dióxido de titanio implica mezclar rutilo o escoria en polvo con alto contenido de titanio con coque y luego realizar una cloración a alta temperatura para producir tetracloruro de titanio. Después de la oxidación a alta temperatura, el producto de dióxido de titanio se obtiene mediante filtración, lavado con agua, secado y trituración. El proceso de cloración para la producción de dióxido de titanio sólo puede producir productos de rutilo.
¿Cómo distinguir la autenticidad del dióxido de titanio?
I. Métodos físicos:
(1）El método más sencillo es comparar la textura al tacto. El dióxido de titanio falso se siente más suave, mientras que el dióxido de titanio genuino se siente más áspero.
(2）Al enjuagar con agua, si se pone un poco de dióxido de titanio en la mano, la falsa es fácil de lavar, mientras que la genuina no es fácil de lavar.
(3）Tome una taza de agua limpia y vierta en ella dióxido de titanio. El que flota en la superficie es genuino, mientras que el que se deposita en el fondo es falso (es posible que este método no funcione para productos activados o modificados).
(4）Comprobar su solubilidad en agua. Generalmente, el dióxido de titanio es soluble en agua (excepto el dióxido de titanio diseñado específicamente para plásticos, tintas y algunos dióxido de titanio sintético, que son insolubles en agua).
II. Métodos químicos:
(1) Si se agrega calcio en polvo: la adición de ácido clorhídrico provocará una reacción vigorosa con un chirrido, acompañada de la producción de una gran cantidad de burbujas (debido a que el carbonato de calcio reacciona con el ácido para producir dióxido de carbono).
(2) Si se agrega litopone: Agregar ácido sulfúrico o ácido clorhídrico diluido producirá un olor a huevo podrido.
(3) Si la muestra es hidrófoba, agregar ácido clorhídrico no provocará reacción. Sin embargo, después de humedecerlo con etanol y luego agregar ácido clorhídrico, si se producen burbujas, se demuestra que la muestra contiene polvo de carbonato de calcio recubierto.
III. También hay otros dos buenos métodos:
(1) Al utilizar la misma fórmula de PP + 30 % GF + 5 % PP-G-MAH + 0,5 % dióxido de titanio en polvo, cuanto menor sea la resistencia del material resultante, más auténtico será el dióxido de titanio (rutilo).
(2) Seleccione una resina transparente, como ABS transparente con un 0,5 % de polvo de dióxido de titanio añadido. Mida su transmitancia de luz. Cuanto menor sea la transmitancia de luz, más auténtico será el polvo de dióxido de titanio.
Hora de publicación: 31 de mayo de 2024
