二氧化钛 化学结构图
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CAS:
13463-67-7
中文名称:
二氧化钛
中文别名:
板钛矿;钛钡白;试剂级纳米二氧化钛;钛酐;氧化钛(IV);钛糖;二氧化钛 (CI 77891);二氧化钛纳米颗粒,5%分散于水中
英文名称:
Titanium dioxide
英文别名:
UNITANE;PIGMENT WHITE 6;TIO2;TITANIC ANHYDRIDE;TITAN DIOXIDE;TITANIA;TITANIUM(+4)OXIDE;TITANIUM DIOXIDE, ANATASE
分子式:
O2Ti
分子量:
79.87
危险等级:

编号系统

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CAS号:13463-67-7

MDL号:MFCD00011269

EINECS号:236-675-5

RTECS号:XR2275000

BRN号:

PubChem号:24878041

物性数据

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一、物性数据

1.             性状:白色无定形粉末(高温下变成棕色),无臭无味。

2.             密度(g/mL,25/4℃):3.84

3.             相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):4.26

4.             熔点(oC):1857

5.             沸点(oC,0.67kpa或5 mmHg):2900

6.             折射率:2.52

7.             闪点(oC):不确定

8.             比旋光度(oC):不确定

9.             自燃点或引燃温度(oC)不确定

10.          蒸气压(kPa,25oC):不确定

11.          饱和蒸气压(kPa,60oC):不确定

12.          燃烧热(KJ/mol):不确定

13.          临界温度(oC):不确定

14.          临界压力(KPa):不确定

15.          油水(辛醇/水)分配系数的对数值:不确定

16.          爆炸上限(%,V/V):不确定

17.          爆炸下限(%,V/V):不确定

18.          溶解性:缓慢溶于氢氟酸和浓硫酸,不溶于水、盐酸、稀硫酸和乙醇等有机溶剂。

19.          相对密度(20oC/4 oC):4.26(R型)

20.           熔点(oC):1830-1850(R型)

21.          折射率:2.72(R型)

毒理学数据

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主要的刺激性影响:在皮肤上面:可能引起发炎;在眼睛上面:刺激的影响;没有已知的敏化影响。

急性毒性:LC50:>12000mg/Kg(小白鼠经口);ADI:不限(FAO/WHO-1994)。

生态学数据

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通常对水体是稍微有害的,不要将未稀释或大量产品接触地下水,水道或污水系统,未经政府许可勿将材料排入周围环境。

分子结构数据

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1、摩尔折射率:无可用的

2、摩尔体积(cm3/mol):无可用的

3、等张比容(90.2K):无可用的

4、表面张力(dyne/cm):无可用的

5、介电常数:无可用的

6、极化率(10-24cm3):无可用的

7、单一同位素质量:79.937776 Da

8、标称质量:80 Da

9、平均质量:79.8658 Da

计算化学数据

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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

性质与稳定性

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1.长时间煮沸才能溶于浓硫酸和氢氟酸。与熔融的氢氧化钠作用生成钛酸盐。在高温下,可被氢、碳、金属钠等还原为低价钛化物,与二硫化碳作用生成二硫化钛。二氧化钛的折射率,在白色颜料中最大,金红石型为870,锐钛型为255。由于锐钛型和板钛型二氧化钛在高温下都会转变成金红石型,因此板钛型和锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点,金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点(1830±15)℃、富氧中的熔点1879℃,熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为(3200±300)K,在此高温下二氧化钛稍有挥发性。

 

贮存方法

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贮存于阴凉、通风仓库内。包装密封。不可与酸类物品共贮混运。

 

合成方法

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 1. 硫酸法
    钛铁矿粉经硫酸分解、酸水浸取得到偏钛酸,后者经焙烧成为二氧化钛。高品位的钛铁矿石用雷蒙磨粉碎至0.043mm,在酸解槽内用88%~90%的硫酸分解,在90℃开始酸解,自热升温至180~200℃生成多孔性酸解产物。矿酸质量比为1:(1.5~1.7)(硫酸以i00%计)。反应方程式如下:

                       

    酸解产物在55~65℃下用酸性水浸取,在浸取液中加入铁屑使三价铁还原,再冷冻至3~5℃,析出硫酸亚铁结晶。纯净的钛液经真空浓缩至190~210g/L,再经常压或加压水解得水合二氧化钛即偏钛酸。反应方程式如下:

                        

    偏钛酸经叶滤机反复水洗除去可溶性铁盐,再在800~850℃下于回转窑中煅烧成二氧化钛。反应方程式如下:

                       

        2. 氯化法
    将粉碎至一定粒度、干燥的金红石(含二氧化钛90%~95%,或高钛渣)与粉碎干燥的石油焦连续进入流化床氯化炉,在900~1000℃下通氯气进行氯化反应生成四氯化钛。反应方程式如下:

                       

    氯化产物经冷却、净化后送入氧化炉,并在1300~1500℃下通氧气氧化成二氧化钛。反应方程式如下:

                         


纳米二氧化钛制法:以硫酸氧钛溶液为原料,加入碳酸钠水溶液,反应生成氢氧化钛沉淀,再加入盐酸,生成带正电荷的水合二氧化钛水溶胶,加入阳离子表面活性剂,使之成为凝胶,再利用有机溶剂进行挤水处理,得到的有机溶胶除去有机溶剂后,再在低于所用阳离子型表面活性剂的分解温度下进行热处理,即可得到超微细二氧化钛产品。
3.硫酸法 将钛铁矿粉碎成一定细度的矿粉,再与浓硫酸进行酸解应。生成块固相物,用水浸取后,得到钛液(含硫酸氧钛、硫酸亚铁及大量杂质)。通过沉降除去杂质。经冷冻分离除去硫酸亚铁。添加晶种使硫酸氧钛水解生成偏钛酸(水合二氧化钛),经漂洗、在800~1000℃下煅烧,得到二氧化钛,经粉碎直接作为产品,亦可再继续进行后处理。其反应式如下。

4.氯化法 将金红石型或高钛渣原料粉碎成一定粒度与焦炭混合,于900℃在流化床中进行氯化,生成四氯化钛,经净化,加入晶型转化剂,在1300℃左右进行氧化反应,生成二氧化钛,再继续进行后处理,经过滤、水洗、干燥、粉碎,得到成品二氧化钛。其反应式如下。

 5.锐钛矿型钛白粉 可由钛铁矿用浓硫酸分解和除铁后经水解、过滤、焙烧、粉碎而制得。

6.金红石型钛白粉 氯、焦炭加热至900~1100℃,制得粗制四氯化钛,然后经氧化生成二氧化钛,再经过滤、干燥、粉碎,制得成品二氧化碳。

7.将经精馏提纯的四氯化钛缓慢加到10倍量的蒸馏水中,再加入精制的氨水至pH=7:

待沉淀产生完全,静置,澄清后,分去滤液,结晶用热水洗涤数次至合格,离心脱水后,于100℃烘箱内干燥,并于900℃下灼烧:冷却后即成成品。

 

 

用途

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1.作食品着色剂,我国规定可用于凉果中,最大使用量为:10g/kg;在糖果包衣中,最大使用量为2.0g/kg。

2.白色无机颜料。是白色颜料中着色力最强的一种,具有优良的遮盖力和着色牢度,适用于不透明的白色制品。金红石型特别适用于室外使用的塑料制品,可赋予制品良好的光稳定性。锐钛型主要用于室内使用制品,但略带蓝光,白度高、遮盖力大、着色力强且分散性较好。钛白粉广泛用作油漆、纸张、橡胶、塑料、搪瓷、玻璃、化妆品、油墨、水彩和油彩的颜料,还可用于冶金、无线电、陶瓷、电焊条的制造。近年来发现纳米级二氧化钛具有某些特殊用途,如可用于防晒化妆品、木器保护、食品包装材料、农用塑料薄膜、天然纤维和人造纤维、透明外用耐久型面漆及效应颜料,也可用作高效光催化剂、吸附剂、固体润滑剂的添加剂等。

3.药用辅料,赋形剂。皮肤病用药,可防治光敏性皮炎。 

4.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。

5.用作分析试剂。制备一定浓度的钛化合物标准,用于颜料、陶瓷工业、制药工业、电容介质、耐高温合金、聚乙烯着色剂等。


 5.二氧化钛具有物理、化学、光学和颜料的优良性能,是现今最好的白色颜料。用于颜料(白漆的生产)、造纸(字典纸、画报及高级纸张的填料)、塑料(不透明或白色、浅色塑料的着色填充剂)、橡胶(白色和浅色橡胶制品的填充剂)、化学纤维(化学消光剂)、搪瓷(瓷釉中的乳浊剂)。它的高纯度、高折射率,是生产玻璃珠子的组分,也可用于制造光学玻璃。

6. 广泛地使用在造漆、化纤、造纸、橡胶、日用化学品等工业中,在油墨工业中,是主要的白色原料,其 A型用于胶、铅印等油墨中,而 R型则使用于溶 剂 型 油 墨 中,化 妆品业和肥皂中用作着色剂、填充剂,用量0.025%~0.2%。

安全信息

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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 S36/S37

危险标识:R10 R20 R22 R38 R20/21 R20/21/22 R36/37/38 R36/38

表征图谱

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  1. 二氧化钛红外图谱(IR1)
    二氧化钛红外图谱(IR1)

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