二氧化鈦

二氧化钛TiO
2
)是钛的氧化物,作为色素时称钛白PW6CI 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  Y
PubChem 26042
ChemSpider 24256
SMILES
 
  • O=[Ti]=O
InChI
 
  • 1/2O.Ti/rO2Ti/c1-3-2
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
  • 4.23 g/cm3 (rutile)
  • 3.78 g/cm3 (anatase)
熔点 1843 °C(2116 K)
沸点 2972 °C(3245 K)
溶解性 不溶
能隙 3.05 eV (rutile)eV
磁化率 +5.9·10−6 cm3/mol
折光度n
D
  • 2.488 (anatase)
  • 2.583 (brookite)
  • 2.609 (rutile)
热力学
ΔfHm298K −945 kJ·mol−1
S298K 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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