二氧化鈦

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更新時間: 2013-07-13

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二氧化鈦,俗稱鈦粉、鈦白,多用於光觸媒、化妝品,能靠紫外線消毒及殺菌。二氧化鈦可由金紅石用酸分解提取,或由四氯化鈦分解得到。二氧化鈦性質穩定,有良好的遮蓋能力,大量用作油漆中的白色顏料。二氧化鈦還用作搪瓷的消光劑,可以產生一種很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。2012年5月底,英國科學家提出一個大膽設想:通過向平流層噴洒足夠的二氧化鈦來反射太陽光,從而達到為地球降溫的目的。

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1 二氧化鈦 -簡介

二氧化鈦二氧化鈦
二氧化鈦(化學式:TiO2),白色固體或粉末狀的兩性氧化物,是最好的白色顏料,俗稱鈦白。鈦白的粘附力強,不易起化學變化,永遠是雪白的。特別可貴的是鈦白無毒。它的熔點很高,被用來製造耐火玻璃,釉料,琺琅、陶土、耐高溫的實驗器皿等。

二氧化鈦可由金紅石用酸分解提取,或由四氯化鈦分解得到。二氧化鈦性質穩定,大量用作油漆中的白色顏料,它具有良好的遮蓋能力,和鉛白相似,但不像鉛白會變黑;它又具有鋅白一樣的持久性。二氧化鈦還用作搪瓷的消光劑,可以產生一種很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。

2 二氧化鈦 -結構

二氧化鈦結構模型二氧化鈦結構模型

物理結構:金紅石型、銳鈦型;結晶系、四方晶系。

晶格常數:A軸0.458,c軸0.795 A軸0.378,c軸0.949

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a軸:7.19X10-6 2.88~10-6

c軸:9.94X10-6 6.44~10-6

3 二氧化鈦 -物理性質

(圖)二氧化鈦二氧化鈦

折射率:2.76~2.55
莫氏硬度:6-7、5.5-6
電容率:114~31
線膨脹係數:25℃/℃
熱導率:1.809~10.3
吸油度:16~48、18~30
顆粒大小:0.2~0.3、0.3

溶解性:不溶於稀鹼、稀酸,溶於熱濃硫酸、鹽酸、硝酸。
相對密度:在常用的白色顏料中,二氧化鈦的相對密度最小,同等質量的白色顏料中,二氧化鈦的表面積最大,顏料體積最高。

顏料名稱相對密度/(g/cm3)顏料名稱相對密度/(g/cm3)
銳鈦型二氧化鈦 3.8~3.9硫酸鉛6.4~6.6
金紅石型二氧化鈦 4.2~4.3氧化鋅5.5~5.7
板鈦型二氧化鈦 4.12~4.23 鋅鋇白 4.2~4.3
鹼式碳酸鉛 6.8~6.9 硫化鋅 4.0
介電常數:由於二氧化鈦的介電常數較高,因此具有優良的電學性能。在測定二氧化鈦的某些物理性質時,要考慮二氧化鈦晶體的結晶方向。例如,金紅石型的介電常數,隨晶體的方向不同而不同,當與C軸相平行時,測得的介電常數為180,與此軸呈直角時為90,其粉末平均值為114。銳鈦型二氧化鈦的介電常數比較低只有48。
 
電導率:二氧化鈦具有半導體的性能,它的電導率隨溫度的上升而迅速增加,而且對缺氧也非常敏感。例如,金紅石型二氧化鈦在20℃時還是電絕緣體,但加熱到420℃時,它的電導率增加了107倍。稍微減少氧含量,對它的電導率會有特殊的影響,按化學組成的二氧化鈦(TiO2)電導率<10-10s/cm,而TiO1.9995的電導率只有10-1s/cm。金紅石型二氧化鈦的介電常數和半導體性質對電子工業非常重要,該工業領域利用上述特性,生產陶瓷電容器等電子元器件。

(圖)二氧化鈦二氧化鈦
硬度:按莫氏硬度10分制標度,金紅石型二氧化鈦為6~6.5,銳鈦型二氧化鈦為5.5~6.0,因此在化纖消光中為避免磨損噴絲孔而採用銳鈦型。

熔點和沸點:由於銳鈦型和板鈦型二氧化鈦在高溫下都會轉變成金紅石型,因此板鈦型和銳鈦型二氧化鈦的熔點和沸點實際上是不存在的。只有金紅石型二氧化鈦有熔點和沸點,金紅石型二氧化鈦的熔點為1850℃、空氣中的熔點 (1830土15)℃、富氧中的熔點1879℃,熔點與二氧化鈦的純度有關。金紅石型二氧化鈦的沸點為 (3200±300)K,在此高溫下二氧化鈦稍有揮發性。

吸濕性
二氧化鈦雖有親水性,但吸濕性不太強,金紅石型較銳鈦型為小。
二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有一定關係,表面積大,吸濕性高。
二氧化鈦的吸濕性也與表面處理及性質有關。

熱穩定性
二氧化鈦屬於熱穩定性好的物質,一般用量為0.01%~0.12%。

4 二氧化鈦 -化學性質

與酸的反應:TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O
與鹼的反應:TiO2+2NaOH=Na2TiO3+H2O

5 二氧化鈦 -級別性能

6 二氧化鈦 -用途

7 二氧化鈦 -環境保護

8 二氧化鈦 -安全信息

RTECS號:XR2275000
危險品標誌:Xn
風險術語:20-36/37/38
安全術語:S2;S25;S26;S36;S36/S37
危險品運輸編號:UN 1307 3/PG 3
危險類別:20-36/37/38
包裝等級:3
毒理學數據:13463-67-7(Hazardous Substances Data)

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