二氧化钛是一种无机物,化学式为TiO2,白色固体或粉末状的两性氧化物,分子量79.9,具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度,被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。它的熔点很高,也被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
同时,二氧化钛有较好的紫外线掩蔽作用,常作为防晒剂掺入纺织纤维中,超细的二氧化钛粉末也被加入进防晒霜膏中制成防晒化妆品。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取或由四氯化钛分解得到。二氧化钛性质稳定,大量用作油漆中的白色颜料,它具有良好的遮盖能力,和铅白相似,但不像铅白会变黑;它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂,可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
二氧化钛一般分锐钛矿型(Anatase,简称A型)和金红石型(Rutile,简称R型)。
中文别名 钛白粉,钛糖,钛白
EINECS登录号 236-675-5
熔点 1840 ℃
沸点 2900 ℃
水溶性 溶于热浓硫酸、盐酸、硝酸
密度 4.26 g/cm³
外观 白色无定形粉末
安全性描述 S2;S25;S26;S36/S37
危险性符号 R10;R20/21/22;R36/37/38
危险性描述 Xn
主要晶型 金红石型、锐钛型
折射率 2.76~2.55
莫氏硬度 6-7、5.5-6
电容率 114~31nF
线膨胀系数 25/℃
热导率 1.809~10.3
吸油度 16~48、18~30
性能 半导体
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值(XlogP):无
2、氢键供体数量:0
3、氢键受体数量:2
4、可旋转化学键数量:0
5、互变异构体数量:无
6、拓扑分子极性表面积:34.1
7、重原子数量:3
8、表面电荷:0
9、复杂度:18.3
10、同位素原子数量:0
11、确定原子立构中心数量:0
12、不确定原子立构中心数量:0
13、确定化学键立构中心数量:0
14、不确定化学键立构中心数量:0
15、共价键单元数量:1
物理性质
相对密度:在常用的白色颜料中,二氧化钛的相对密度最小,同等质量的白色颜料中,二氧化钛的表面积最大,颜料体积最高。
安全信息
危险运输编码:UN 1307 3/PG 3
危险品标志:有害
安全标识:S2;S25;S26;S36/S37
危险标识:R10;R20/21/22;R36/37/38
风险术语
R10:Flammable.易燃的。
R20/21/22:Harmful by inhalation,in contact with skin and if swallowed.
吸入、皮肤接触及吞食有害。
R36/37/38:Irritating to eyes,respiratory system and skin.
刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。
安全术语
S2:Keep out of reach of children.避免儿童触及。
S25:Avoid contact with eyes.避免眼睛接触
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。
S36/37:Wear suitable protective clothing and gloves.
穿戴适当的防护服和手套。
合成方法
气相氧化法
用干燥的氧气在923K-1023K进行气相氧化:
硫酸法
首先用磨细的钛铁矿和硫酸(浓度≥80%,温度343K-353K)在不断通入空气并且搅拌的条件下反应,制得可溶性硫酸盐:
由于这一反应是放热的,反应剧烈时温度可达473K。
制取二氧化钛时,关键点一步是使钛液水解:
钛液的浓度、酸度‘温度都会影响水解反应的进行,浓度越小,酸度越小,温度越高,反应越容易发生。为了升高温度,反应常常在加压的情况下进行,这样也可以使沉淀颗粒比较紧密,让产品有更好的物理性能。
制取二氧化钛时钛含量的测定
测定时首先往钛液中加铝片,把Ti(IV)还原为Ti3+,Ti3+的还原能力比Sn2+强,它可以还原Fe3+。因此测定时用KSCN做指示剂,用标准Fe3+溶液滴定Ti3+的含量。滴定时,Fe3+离子稍微一过量,就生成血红色[FeSCN]2+,此时到达滴定终点。
用途
工业应用
二氧化钛是一种重要的白色颜料和瓷器釉料。用于油漆、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤、水彩颜料等行业。二氧化钛是世界上最白的东西,1克二氧化钛可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白颜料—锌钡白还要白5倍,因此是调制白油漆的最好颜料。世界上用作颜料的二氧化钛,一年多到几十万吨。二氧化钛可以加在纸里,使纸变白并且不透明,效果比其他物质大10倍,因此,钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。
为了使塑料的颜色变浅,使人造丝光泽柔和,有时也要添加二氧化钛。
在橡胶工业上,二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。
半导体二氧化钛的光化学性能已使其可用于许多领域,如空气、水和流体的净化。以碳或其他杂原子掺杂的光催化剂也可用于具有散射光源的密封空间或区域。用于建筑、人行石板、混凝土墙或屋顶瓦上的涂料中时,它们可以明显增加对空气中污染物如氮氧化物、芳烃和醛类的分解。
此外还广泛应用于生产防晒霜,无毒性,对人体无害。
超细二氧化钛具有优异紫外光屏蔽性和透明性。被广泛用在化妆品、木器保护、食品包装塑料、耐久性家用薄膜、人造纤维和天然纤维、透明涂料中。在金属闪光涂料中的特殊光学效应,使之在高级轿车漆中得到重视和应用。
二氧化钛食品应用
美国食品药品管理局规定二氧化钛可以作为所有的食品白色素,最大的使用量为1g/kg Sec. 73.575二氧化钛。
净化空气,作为光涂料颜料的催化剂,不仅是一种环境安全的清洁剂,而且可以起到节省能量还有保护环境资源的作用。