二氧化钛(TiO
2)是钛的氧化物,作为色素时称钛白(PW6、CI 77891)。 本化合物是不溶于水的白色固体,矿石可呈黑色。本化合物作为色素用途广泛,可作为绘画颜料、防晒霜、食用色素(E编码:E171)。2014年本化合物世界产量超过九百万吨三分之二的色素含有本化合物,经济价值超过132亿美元。
| 二氧化钛 | |
|---|---|
| 首选IUPAC名 Titanium dioxide Titanium(IV) oxide | |
| 别名 | Titania 金红石 锐钛矿 板钛矿 |
| 识别 | |
| CAS号 | 13463-67-7 |
| PubChem | 26042 |
| ChemSpider | 24256 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | GWEVSGVZZGPLCZ-TYTSCOISAW |
| ChEBI | 32234 |
| RTECS | XR2775000 |
| KEGG | C13409 |
| 性质 | |
| 化学式 | TiO 2 |
| 摩尔质量 | 79.866 g/mol g·mol⁻¹ |
| 外观 | 白色固体 |
| 氣味 | 无味 |
| 密度 |
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| 熔点 | 1843 °C(2116 K) |
| 沸点 | 2972 °C(3245 K) |
| 溶解性(水) | 不溶 |
| 能隙 | 3.05 eV (rutile)eV |
| 磁化率 | +5.9·10−6 cm3/mol |
| 折光度n D |
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| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | −945 kJ·mol−1 |
| S⦵298K | 50 J·mol−1·K−1 |
| 危险性 | |
| NFPA 704 | 0 1 0 |
| 闪点 | 不可燃 |
| 允许暴露限值 | TWA 15 mg/m3 |
| 相关物质 | |
| 其他阳离子 | 二氧化锆 二氧化铪 |
| 相关化合物 | 一氧化钛 三氧化二钛 Titanium(III,IV) oxide |
| 相关化学品 | 钛酸 |
| 若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 | |
存在形式
| 形式 | 晶系 | 合成 |
|---|---|---|
| 金红石 | 四方晶系 | |
| 锐钛矿 | 四方晶系 | |
| 板鈦礦 | 斜方晶系 | |
| TiO2(B) | 单斜晶系 | K2Ti4O9 热解 |
| TiO2(H), hollandite-like form | 四方晶系 | Oxidation of the related potassium titanate bronze, K0.25TiO2 |
| TiO2(R), ramsdellite-like form | 斜方晶系 | Oxidation of the related lithium titanate bronze Li0.5TiO2 |
| TiO2(II)-(α-PbO2-like form) | 斜方晶系 | |
| baddeleyite-like form, (7 coordinated Ti) | 单斜晶系 | |
| TiO2 -OI | 斜方晶系 | |
| cubic form | 立方晶系 | P > 40 GPa, T > 1600 °C |
| TiO2 -OII, cotunnite(PbCl2)-like | 斜方晶系 | P > 40 GPa, T > 700 °C |
製備
钛白粉的生产方法有硫酸法和氯化法两种。硫酸法是将钛铁矿经浓硫酸酸解成块状固相物,用酸性水浸取后得到钛液,经沉降除杂质、冷冻分离副产硫酸亚铁后,加晶种使硫酸氧钛分解生成偏钛酸。经水洗达标后煅烧、粉碎而制得钛白粉。
反应方程式:
「 2H2SO4 + TiO2→Ti(SO4)2 + 2H2O
Ti(SO4)2 + H2O→ TiOSO4 + H2SO4
TiOSO4 + H2O→H2TiO3↓+ H2SO4 H2TiO3·SO3→TiO2+H2O+SO3↑ 」
有誤待修正
氯化法是将粉碎后的金红石或高钛渣与焦炭混合,在硫化床氯化炉中与氯气反应生成四氯化钛,经净化,加入晶型转化剂于高浊罡氧化生成二氧化钛,再经水洗、干燥、粉碎得到。 反应方程式:
2TiO2 + 3C + 4Cl2→2TiCl4 + 2CO↑+ CO2↑
TiCl4(g)+O2 (g)→TiO2 (s)+ 2Cl2 (g)
用途
- 油漆、塑料、橡胶
- 食用色素 E171
- 防曬和抗紫外線吸收劑,用於化妆品
- 染料敏化太陽能電池
- 白色結晶的TiO2有很高的折射率,可作為寶石
- 修正液、修正帶
- 生物感測奈米黃金之催化劑
- Airwaves 口香糖
- 作为催化克劳斯化学反应和有机硫(COS和CS2)水解化学反应的催化剂
外部連結
- 二氧化鈦光觸媒的應用
- 钛白粉字典-Guidechem.com(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- 金红石型钛白粉
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