納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用干(gan)燥的氧氣(qi)在923K-1023K進行(xing)氣(qi)相氧化：

TiCl4+O2=TiO2+2Cl2

納米二氧化鈦的制備方法——硫酸法

首先用磨細的鈦鐵礦(kuang)和硫(liu)酸（濃度≥80%，溫度343K-353K）在不斷通入空氣并且攪(jiao)拌的條(tiao)件下反應(ying)，制得可(ke)溶性硫(liu)酸鹽：

FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

由于這一反應是放(fang)熱的，反應劇烈時溫度可達473K。

制取二氧(yang)化鈦時，關鍵點一(yi)步是(shi)使鈦液水解

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦液的(de)(de)濃(nong)度、酸度‘溫度都(dou)會影響水(shui)解反(fan)(fan)應的(de)(de)進行，濃(nong)度越(yue)(yue)小，酸度越(yue)(yue)小，溫度越(yue)(yue)高，反(fan)(fan)應越(yue)(yue)容易發生。為了升高溫度，反(fan)(fan)應常(chang)常(chang)在加壓的(de)(de)情況下進行，這樣也可(ke)以使沉淀顆粒比較緊密，讓產品有更好的(de)(de)物理性(xing)能。

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制取二氧化鈦時鈦含量的測定

測(ce)定(ding)時首先往(wang)鈦液中加(jia)鋁片，把Ti（IV）還原為Ti3+，Ti3+的(de)還原能力比Sn2+強，它可以還原Fe3+。因此測(ce)定(ding)時用KSCN做指(zhi)示(shi)劑(ji)，用標準Fe3+溶液滴(di)定(ding)Ti3+的(de)含量(liang)。滴(di)定(ding)時，Fe3+離子稍微一(yi)過量(liang)，就生成血紅(hong)色[FeSCN]2+，此時到(dao)達滴(di)定(ding)終(zhong)點。

二氧化鈦的應用——工業應用

二氧化鈦是一種重要的白色顏料和瓷器釉料。用于油漆、油墨、塑料、橡膠(jiao)、造(zao)紙、化纖、水彩顏料等行業。

二氧化(hua)鈦(tai)是世界上最白(bai)的東(dong)西，1克二氧化(hua)鈦(tai)可以把(ba)450多(duo)平方厘(li)米的面積涂(tu)

得(de)雪白。它比(bi)常用(yong)的(de)白顏料(liao)一—鋅鋇白還要白5倍(bei)，因此(ci)是調制白油(you)漆的(de)最好(hao)顏料(liao)。世(shi)界上(shang)用(yong)作顏料(liao)的(de)二氧化鈦，一年多到幾十萬(wan)噸。二氧化鈦可以加在(zai)紙里，使紙變(bian)白并且不透明(ming)，效果比(bi)其他物質大10倍(bei)，因此(ci)，鈔票紙和美(mei)術(shu)品用(yong)紙就要加二氧化鈦。

為了使(shi)塑料的顏色變淺，使(shi)人造絲光澤柔和，有時(shi)也要添加二氧化鈦。

在橡膠(jiao)工業(ye)上，二(er)氧化鈦還被用作(zuo)為白色橡膠(jiao)的填料。

半導體二氧化(hua)鈦的光(guang)化(hua)學性能已使其可用(yong)于許(xu)多(duo)領域(yu)，如空氣、水和(he)流體的凈化(hua)。以碳或(huo)其他(ta)雜原子摻(chan)雜的光(guang)催化(hua)劑(ji)也可用(yong)于具有散射光(guang)源的密封空間(jian)或(huo)區域(yu)。用(yong)于建筑、人(ren)行石板、混凝(ning)土墻(qiang)或(huo)屋頂(ding)瓦上的涂料中(zhong)時，它(ta)們(men)可以明顯增加對空氣中(zhong)污染(ran)物如氮氧化(hua)物、芳烴和(he)醛(quan)類的分解(jie)。

此外還廣泛應用于生產防曬霜，無(wu)毒(du)性，對人(ren)體(ti)無(wu)害。

超(chao)細二氧化鈦具有優(you)異紫外光(guang)屏(ping)蔽性和(he)(he)透明性。被廣泛用在(zai)(zai)(zai)化妝品、木器保護、食品包裝塑料、耐久性家(jia)用薄(bo)膜、人(ren)造纖(xian)維和(he)(he)天然(ran)纖(xian)維、透明涂(tu)料中(zhong)。在(zai)(zai)(zai)金屬閃光(guang)涂(tu)料中(zhong)的特殊光(guang)學(xue)效(xiao)應，使(shi)之在(zai)(zai)(zai)高級(ji)轎車漆中(zhong)得到重視和(he)(he)應用。

二氧化鈦的應用——食品應用

美國食品(pin)藥品(pin)管理局規定二氧化鈦可(ke)以作為所(suo)有的食品(pin)白(bai)色(se)素(su)，最大的使用(yong)量為1g/kg Sec.73.575二氧化鈦。色(se)素(su)添(tian)加(jia)劑二氧化鈦可(ke)以安(an)全用(yong)于一般著色(se)食品(pin)中，服從下列規定：

（1）二氧化(hua)鈦(tai)的(de)(de)數量不(bu)超(chao)過食物重量的(de)(de)1%。

（2）按照法(fa)令的401條所(suo)公布的特殊標(biao)準，不得使(shi)用的著色(se)食(shi)品，除非有類似的標(biao)準允許(xu)添加色(se)素。

（3）對于著(zhu)色食(shi)(shi)品，食(shi)(shi)用的(de)色素添加(jia)劑(ji)二氧(yang)化鈦可以含有適當的(de)稀釋劑(ji)，作為安全的(de)色素添加(jia)劑(ji)，如下：二氧(yang)化硅，作為分散助劑(ji)，含量不超過2%。

產(chan)品(pin)適應：涼果類、果凍、油炸食(shi)品(pin)、可可制(zhi)品(pin)、巧(qiao)(qiao)克力(li)(li)、巧(qiao)(qiao)克力(li)(li)制(zhi)品(pin)、硬制(zhi)糖(tang)果、拋光糖(tang)果、膠基糖(tang)果、膨化(hua)食(shi)品(pin)、糖(tang)果巧(qiao)(qiao)克力(li)(li)制(zhi)品(pin)包衣、蛋黃醬、沙拉(la)醬、果醬、固體飲料、魔芋(yu)凝膠食(shi)品(pin)等。

二氧化鈦的應用——環境保護

凈化空氣

二氧化(hua)(hua)鈦(tai)，作為光涂料顏(yan)料的催化(hua)(hua)劑，不僅是一種環(huan)境安全的清潔劑，而且可以起到節(jie)省能量還有保護(hu)環(huan)境資(zi)源的作用。

早期日本和英國的(de)(de)科(ke)學家將(jiang)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦涂(tu)覆在(zai)(zai)城市馬路的(de)(de)鋪路石(shi)表面，用以清洗(xi)路面空(kong)(kong)氣。二(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦可以與瀝青混合，減少空(kong)(kong)氣中的(de)(de)污染物(wu)。當汽車經過時(shi)，含二(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦的(de)(de)混凝土或瀝青可以凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)空(kong)(kong)氣，消除(chu)車輛排放物(wu)中25%到45%的(de)(de)氮氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)。將(jiang)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦涂(tu)覆在(zai)(zai)混凝土面上，其清洗(xi)空(kong)(kong)氣的(de)(de)效果同樣顯著。

給地球降溫

2012年5月，英國科(ke)學(xue)家(jia)提出了一(yi)個(ge)大(da)膽設想，他們認為可通過(guo)向平流層噴灑足夠的(de)(de)二氧化鈦來反射太陽光，從而達到為地球降溫(wen)的(de)(de)目的(de)(de)，這么做能夠有效抵消因(yin)(yin)全球變暖而導致的(de)(de)各種不利氣(qi)候因(yin)(yin)素。

由于二氧化(hua)鈦能(neng)夠(gou)有(you)(you)效反(fan)射太(tai)(tai)陽光(guang)的(de)直(zhi)射，并(bing)且其性質(zhi)(zhi)穩(wen)定，具(ju)有(you)(you)良好的(de)遮蓋能(neng)力(li)，如若噴灑在(zai)平流(liu)層能(neng)夠(gou)長期發(fa)揮(hui)作用。英國(guo)科學(xue)家提出，可利用高空氣球(qiu)將這一(yi)化(hua)學(xue)物質(zhi)(zhi)帶入到平流(liu)層，然后進(jin)行(xing)釋放，一(yi)旦二氧化(hua)鈦均勻(yun)分(fen)布在(zai)地(di)(di)球(qiu)平流(liu)層之后，能(neng)夠(gou)有(you)(you)效反(fan)射太(tai)(tai)陽光(guang)，從(cong)而(er)為(wei)地(di)(di)球(qiu)降(jiang)溫。

英國(guo)咨(zi)詢公司戴(dai)維(wei)森科技的總(zong)裁、化學(xue)工程學(xue)家彼得·戴(dai)維(wei)森是這個項目(mu)的負責(ze)人，他(ta)介紹稱，只需要往地(di)球平流層(ceng)運送(song)300萬噸的二氧化鈦(tai)，就能(neng)夠在地(di)球平流層(ceng)形成(cheng)一層(ceng)厚度為1毫米的保護層(ceng)，而它能(neng)夠起到的作用卻是巨(ju)大的-足夠抵消兩倍當前大氣中二氧化碳含量所導致的溫室效應。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由于紫外(wai)線對人(ren)體有(you)很(hen)大的(de)(de)危害性，發達國家近(jin)(jin)些年(nian)來比較(jiao)重(zhong)視(shi)防(fang)曬(shai)產(chan)品的(de)(de)研究、開發，相繼推出(chu)了(le)多種多樣的(de)(de)抗紫外(wai)纖維、塑料(liao)、薄膜、涂(tu)料(liao)，以及(ji)防(fang)曬(shai)膏霜、粉底、口紅、摩(mo)絲、焗油膏等防(fang)曬(shai)化妝品。我(wo)國近(jin)(jin)年(nian)來也(ye)加大了(le)防(fang)曬(shai)化裝品的(de)(de)研究和生產(chan)。

但(dan)以往防曬劑(ji)多為(wei)二(er)(er)苯甲酮類、鄰氨(an)基(ji)(ji)苯甲酮類、水(shui)楊酸酯類、對氨(an)基(ji)(ji)苯甲酸類、肉桂酸酯類等有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)化合物(wu)，因而不(bu)穩(wen)定、壽命短，并且(qie)副作(zuo)用(yong)(yong)較(jiao)大，具有(you)(you)(you)一(yi)(yi)(yi)定的毒(du)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)刺(ci)激(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)，如果添加(jia)過量(liang)，會產生化學性(xing)(xing)(xing)(xing)過敏，甚至可能導(dao)致(zhi)皮膚癌。而納米(mi)二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)為(wei)無機(ji)(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)分，具有(you)(you)(you)優異的化學穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)、熱穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)及非遷(qian)移(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)較(jiao)強(qiang)的消色(se)力(li)、遮蓋力(li)，較(jiao)低(di)的腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)，良好的易分散性(xing)(xing)(xing)(xing)，并且(qie)無毒(du)、無味、無刺(ci)激(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)，使(shi)用(yong)(yong)安全，還兼(jian)有(you)(you)(you)殺菌除(chu)臭(chou)的作(zuo)用(yong)(yong)。更(geng)為(wei)重要的是(shi)(shi)，如前所(suo)述(shu)，納米(mi)二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)既能吸收紫(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)，又能發射、散射紫(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)，因此抗紫(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)的能力(li)強(qiang)，與同(tong)樣劑(ji)量(liang)的有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)抗紫(zi)外(wai)(wai)(wai)劑(ji)相比，它在紫(zi)外(wai)(wai)(wai)區(qu)的吸收峰(feng)更(geng)高;而且(qie)納米(mi)二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)對中波(bo)區(qu)和(he)長波(bo)區(qu)紫(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)均有(you)(you)(you)阻隔作(zuo)用(yong)(yong)，不(bu)象有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)抗紫(zi)外(wai)(wai)(wai)劑(ji)只是(shi)(shi)單一(yi)(yi)(yi)對中波(bo)區(qu)或(huo)長波(bo)區(qu)紫(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)有(you)(you)(you)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)(yong)。特別是(shi)(shi)由于其顆粒(li)較(jiao)細，制成(cheng)(cheng)品透明度(du)高，能透過可見光，加(jia)入化妝品使(shi)用(yong)(yong)時皮膚白度(du)自然(ran)，克服了(le)有(you)(you)(you)的有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)或(huo)顏料級(ji)二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)不(bu)透明，使(shi)皮膚呈現不(bu)自然(ran)的蒼白色(se)的缺點。正因為(wei)如此，納米(mi)二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)很快被廣(guang)泛重視并逐步取(qu)代(dai)一(yi)(yi)(yi)些有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)抗紫(zi)外(wai)(wai)(wai)劑(ji)，成(cheng)(cheng)為(wei)當今防曬化妝品中性(xing)(xing)(xing)(xing)能優越(yue)一(yi)(yi)(yi)種物(wu)理屏(ping)蔽(bi)型抗紫(zi)外(wai)(wai)(wai)劑(ji)。

隨著人們生活水平的(de)提高(gao)和國際競爭的(de)加(jia)劇，安全、高(gao)效(xiao)防曬(shai)型(xing)化妝(zhuang)品(pin)的(de)研究、開發力(li)度(du)將(jiang)逐(zhu)步(bu)加(jia)大。目前，發達國家的(de)防曬(shai)型(xing)化妝(zhuang)品(pin)市場(chang)已顯現出強大的(de)生命(ming)力(li)。1999-2000年，美國的(de)年銷售額已分(fen)別(bie)達7.37、7.65億美元，英國達2.45、2.70億美元，而且近年來(lai)分(fen)別(bie)以(yi)20%、10%以(yi)上的(de)速(su)度(du)增長(chang)，其(qi)中(zhong)納(na)米二氧化鈦的(de)用(yong)量也(ye)逐(zhu)年大幅度(du)增長(chang)。日本(ben)抗紫外化妝(zhuang)品(pin)中(zhong)納(na)米二氧化鈦的(de)年需求量在(zai)1000t以(yi)上，紡織、塑料、橡(xiang)膠制(zhi)品(pin)中(zhong)的(de)用(yong)量更大。

從防曬化妝品的發展趨勢來看，一是無機防曬劑代替有機防(fang)曬劑，二(er)是仿(fang)生防(fang)曬。后(hou)者(zhe)成本較(jiao)(jiao)大，目(mu)前(qian)難以推廣，前(qian)者(zhe)價格適(shi)中，且防(fang)曬性(xing)能(neng)優越，因而(er)被普遍看好(hao)。尤其是納米二(er)氧(yang)化鈦，由(you)于具有較(jiao)(jiao)為優越的性(xing)能(neng)和應用前(qian)景，因而(er)發展勢頭(tou)和市場潛力較(jiao)(jiao)好(hao)。