納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用干燥的氧氣在923K-1023K進行氣相氧化：

TiCl4+O2=TiO2+2Cl2

納米二氧化鈦的制備方法——硫酸法

首(shou)先用磨細的(de)鈦鐵礦和硫(liu)酸(suan)（濃度(du)≥80%，溫度(du)343K-353K）在不斷通入空氣并且攪拌的(de)條件下反(fan)應，制得可溶性硫(liu)酸(suan)鹽：

FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

由于這一反應(ying)是放熱(re)的，反應(ying)劇(ju)烈(lie)時(shi)溫度可達473K。

制取二(er)氧化鈦(tai)(tai)時，關鍵點一步(bu)是使鈦(tai)(tai)液水(shui)解

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦液的(de)濃(nong)度(du)(du)(du)、酸(suan)度(du)(du)(du)‘溫(wen)度(du)(du)(du)都會影響(xiang)水(shui)解反(fan)(fan)應(ying)的(de)進(jin)(jin)行(xing)，濃(nong)度(du)(du)(du)越(yue)(yue)小，酸(suan)度(du)(du)(du)越(yue)(yue)小，溫(wen)度(du)(du)(du)越(yue)(yue)高，反(fan)(fan)應(ying)越(yue)(yue)容易發生。為了升(sheng)高溫(wen)度(du)(du)(du)，反(fan)(fan)應(ying)常(chang)常(chang)在加壓(ya)的(de)情況(kuang)下進(jin)(jin)行(xing)，這(zhe)樣也可以使沉淀顆粒比(bi)較緊密，讓產品有更好的(de)物(wu)理性能。

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制取二氧化鈦時鈦含量的測定

測(ce)定(ding)時(shi)首先往鈦(tai)液中加鋁片，把Ti（IV）還(huan)原(yuan)為Ti3+，Ti3+的(de)還(huan)原(yuan)能力比Sn2+強，它可以還(huan)原(yuan)Fe3+。因此(ci)測(ce)定(ding)時(shi)用KSCN做(zuo)指示劑，用標準Fe3+溶液滴定(ding)Ti3+的(de)含(han)量。滴定(ding)時(shi)，Fe3+離子(zi)稍(shao)微(wei)一過量，就(jiu)生成血紅色[FeSCN]2+，此(ci)時(shi)到達滴定(ding)終點(dian)。

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(su)料(liao)、橡(xiang)膠、造紙、化纖、水彩顏料(liao)等行業。

二氧(yang)化鈦是世界(jie)上最(zui)白的東西，1克二氧(yang)化鈦可以把450多平(ping)方厘(li)米的面積涂(tu)

得雪白(bai)。它比(bi)常用(yong)的白(bai)顏料一(yi)—鋅鋇白(bai)還要(yao)白(bai)5倍(bei)，因此是調制白(bai)油漆的最(zui)好顏料。世界(jie)上用(yong)作(zuo)顏料的二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)，一(yi)年多到幾十萬噸。二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)可以(yi)加(jia)在(zai)紙(zhi)里，使(shi)紙(zhi)變白(bai)并且不透明，效果(guo)比(bi)其他物(wu)質大10倍(bei)，因此，鈔(chao)票紙(zhi)和美術品用(yong)紙(zhi)就要(yao)加(jia)二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)。

為了使塑料的顏色(se)變淺，使人造絲(si)光澤柔和，有(you)時也(ye)要添加二氧化鈦。

在橡膠工業上，二氧(yang)化鈦還被用作為白色(se)橡膠的填料。

半(ban)導體二氧(yang)化(hua)鈦的(de)(de)光(guang)(guang)化(hua)學(xue)性能已使其可(ke)用于(yu)許多領域(yu)，如空(kong)氣(qi)、水和(he)流體的(de)(de)凈化(hua)。以碳(tan)或其他雜(za)原子摻雜(za)的(de)(de)光(guang)(guang)催(cui)化(hua)劑也可(ke)用于(yu)具有散射光(guang)(guang)源的(de)(de)密封空(kong)間或區域(yu)。用于(yu)建筑、人行石板(ban)、混凝土墻或屋(wu)頂瓦(wa)上(shang)的(de)(de)涂料中時，它們可(ke)以明顯增加(jia)對(dui)空(kong)氣(qi)中污染物(wu)如氮氧(yang)化(hua)物(wu)、芳烴和(he)醛類的(de)(de)分解。

此(ci)外還(huan)廣(guang)泛應用于生產防曬霜，無(wu)(wu)毒性，對人體無(wu)(wu)害。

超(chao)細二(er)氧化鈦具(ju)有優異紫外光屏(ping)蔽性和透(tou)明性。被廣泛用在化妝品、木器保(bao)護、食品包(bao)裝塑料、耐久性家(jia)用薄(bo)膜、人造(zao)纖(xian)維(wei)和天然纖(xian)維(wei)、透(tou)明涂料中。在金屬閃光涂料中的特(te)殊光學(xue)效應，使(shi)之在高級轎(jiao)車漆(qi)中得到(dao)重視和應用。

二氧化鈦的應用——食品應用

美(mei)國食(shi)品(pin)(pin)(pin)藥品(pin)(pin)(pin)管理局規定二氧(yang)化(hua)鈦(tai)可以作為(wei)(wei)所有的(de)(de)食(shi)品(pin)(pin)(pin)白色素(su)(su)，最大的(de)(de)使(shi)用量為(wei)(wei)1g/kg Sec.73.575二氧(yang)化(hua)鈦(tai)。色素(su)(su)添加劑二氧(yang)化(hua)鈦(tai)可以安(an)全(quan)用于一般著(zhu)色食(shi)品(pin)(pin)(pin)中，服從下列規定：

（1）二氧化鈦的數量不超過(guo)食物重量的1%。

（2）按照(zhao)法令的401條(tiao)所公布的特殊標(biao)準，不得使(shi)用的著色(se)食(shi)品(pin)，除非有類似的標(biao)準允許添加色(se)素。

（3）對于著色食品，食用的色素添加(jia)劑(ji)二(er)氧化鈦可以含(han)有(you)適當的稀(xi)釋(shi)劑(ji)，作為安全的色素添加(jia)劑(ji)，如下：二(er)氧化硅，作為分散助劑(ji)，含(han)量(liang)不超過2%。

產品適應(ying)：涼果(guo)類(lei)、果(guo)凍(dong)、油炸食(shi)品、可可制品、巧(qiao)(qiao)克(ke)力、巧(qiao)(qiao)克(ke)力制品、硬制糖(tang)果(guo)、拋光(guang)糖(tang)果(guo)、膠基糖(tang)果(guo)、膨化食(shi)品、糖(tang)果(guo)巧(qiao)(qiao)克(ke)力制品包衣(yi)、蛋黃醬(jiang)、沙(sha)拉醬(jiang)、果(guo)醬(jiang)、固體飲料、魔芋凝膠食(shi)品等(deng)。

二氧化鈦的應用——環境保護

凈化空氣

二氧(yang)化鈦，作(zuo)為(wei)光(guang)涂料顏料的催化劑，不僅(jin)是一種(zhong)環(huan)境安全(quan)的清潔劑，而且可以起到(dao)節省(sheng)能量還有保護環(huan)境資源的作(zuo)用。

早期日本(ben)和(he)英國的(de)(de)科學家將(jiang)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)涂覆在(zai)城市(shi)馬路的(de)(de)鋪路石表面，用以清(qing)洗(xi)路面空(kong)氣。二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)可以與(yu)瀝青混(hun)合，減少空(kong)氣中的(de)(de)污染(ran)物(wu)。當汽車(che)經過時，含二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)的(de)(de)混(hun)凝(ning)土或瀝青可以凈化(hua)(hua)空(kong)氣，消除車(che)輛排放(fang)物(wu)中25%到(dao)45%的(de)(de)氮氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)。將(jiang)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)涂覆在(zai)混(hun)凝(ning)土面上(shang)，其(qi)清(qing)洗(xi)空(kong)氣的(de)(de)效(xiao)果同樣顯著。

給地球降溫

2012年(nian)5月，英國科學家提出了一個大膽設想，他們認為可通過向(xiang)平流層噴(pen)灑足夠的二氧化(hua)鈦來反射太陽(yang)光(guang)，從(cong)而達到為地球降溫的目的，這么做能夠有效(xiao)抵消因全球變暖(nuan)而導致的各種(zhong)不利氣候因素。

由(you)于二氧化(hua)鈦(tai)能(neng)夠(gou)有效(xiao)反(fan)射太陽光(guang)的直射，并(bing)且其性質穩定(ding)，具有良好的遮蓋能(neng)力，如若噴灑(sa)在平流(liu)層能(neng)夠(gou)長(chang)期(qi)發揮作用(yong)。英國科學家提出，可利用(yong)高(gao)空氣(qi)球將(jiang)這一化(hua)學物質帶(dai)入到平流(liu)層，然(ran)后(hou)進行釋放，一旦(dan)二氧化(hua)鈦(tai)均勻分布(bu)在地(di)(di)球平流(liu)層之后(hou)，能(neng)夠(gou)有效(xiao)反(fan)射太陽光(guang)，從(cong)而(er)為地(di)(di)球降溫(wen)。

英國咨詢公司戴維森科技的(de)總裁、化學工程學家彼得·戴維森是這個項目的(de)負(fu)責人，他介紹稱，只需要往(wang)地球平(ping)流層運(yun)送300萬噸(dun)的(de)二氧化鈦，就能夠(gou)(gou)在地球平(ping)流層形成一層厚度(du)為1毫米的(de)保護層，而它(ta)能夠(gou)(gou)起到(dao)的(de)作用卻是巨大的(de)-足夠(gou)(gou)抵消兩(liang)倍當前大氣中二氧化碳(tan)含量所導致(zhi)的(de)溫(wen)室效應。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由(you)于紫(zi)外線對(dui)人體有很(hen)大的危害性(xing)，發(fa)達國家近些年來比較重(zhong)視防(fang)曬(shai)產(chan)品(pin)的研究、開發(fa)，相繼推(tui)出(chu)了多種(zhong)多樣的抗紫(zi)外纖維、塑料(liao)、薄(bo)膜、涂料(liao)，以及(ji)防(fang)曬(shai)膏霜、粉(fen)底、口(kou)紅、摩(mo)絲、焗油膏等防(fang)曬(shai)化(hua)妝品(pin)。我(wo)國近年來也加大了防(fang)曬(shai)化(hua)裝品(pin)的研究和生產(chan)。

但以往防曬劑(ji)(ji)多為二苯甲(jia)酮(tong)(tong)類(lei)、鄰氨(an)基苯甲(jia)酮(tong)(tong)類(lei)、水楊酸(suan)酯類(lei)、對氨(an)基苯甲(jia)酸(suan)類(lei)、肉桂(gui)酸(suan)酯類(lei)等有機(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)合物，因(yin)而(er)不(bu)穩定(ding)、壽命短，并且副(fu)作(zuo)用(yong)較大，具有一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)毒性(xing)(xing)(xing)和(he)刺(ci)激性(xing)(xing)(xing)，如(ru)果(guo)添(tian)加(jia)(jia)過(guo)量(liang)，會(hui)產生化(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)(xing)過(guo)敏，甚至可能導致皮(pi)(pi)膚癌。而(er)納米二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦為無(wu)機(ji)(ji)成分，具有優異(yi)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)、熱穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)及非遷移性(xing)(xing)(xing)和(he)較強(qiang)的(de)(de)(de)(de)消色(se)(se)力、遮蓋力，較低(di)的(de)(de)(de)(de)腐蝕性(xing)(xing)(xing)，良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)易(yi)分散性(xing)(xing)(xing)，并且無(wu)毒、無(wu)味、無(wu)刺(ci)激性(xing)(xing)(xing)，使(shi)用(yong)安全，還兼(jian)有殺菌(jun)除臭的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。更為重要的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，如(ru)前所(suo)述，納米二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦既能吸(xi)收(shou)紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)，又能發(fa)射、散射紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)，因(yin)此(ci)抗(kang)(kang)紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)能力強(qiang)，與同(tong)樣劑(ji)(ji)量(liang)的(de)(de)(de)(de)有機(ji)(ji)抗(kang)(kang)紫(zi)外(wai)(wai)劑(ji)(ji)相比(bi)，它在紫(zi)外(wai)(wai)區(qu)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)峰更高(gao);而(er)且納米二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦對中(zhong)波(bo)區(qu)和(he)長波(bo)區(qu)紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)均(jun)有阻隔作(zuo)用(yong)，不(bu)象(xiang)有機(ji)(ji)抗(kang)(kang)紫(zi)外(wai)(wai)劑(ji)(ji)只是(shi)(shi)單一(yi)對中(zhong)波(bo)區(qu)或長波(bo)區(qu)紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)有屏蔽作(zuo)用(yong)。特別是(shi)(shi)由于其顆(ke)粒(li)較細，制成品透(tou)明度高(gao)，能透(tou)過(guo)可見光，加(jia)(jia)入化(hua)(hua)(hua)妝品使(shi)用(yong)時皮(pi)(pi)膚白度自(zi)然，克服了有的(de)(de)(de)(de)有機(ji)(ji)物或顏料級二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦不(bu)透(tou)明，使(shi)皮(pi)(pi)膚呈現(xian)不(bu)自(zi)然的(de)(de)(de)(de)蒼(cang)白色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)缺(que)點。正因(yin)為如(ru)此(ci)，納米二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦很快被廣泛重視并逐(zhu)步(bu)取(qu)代一(yi)些有機(ji)(ji)抗(kang)(kang)紫(zi)外(wai)(wai)劑(ji)(ji)，成為當今防曬化(hua)(hua)(hua)妝品中(zhong)性(xing)(xing)(xing)能優越一(yi)種物理屏蔽型(xing)抗(kang)(kang)紫(zi)外(wai)(wai)劑(ji)(ji)。

隨著人們生活水平的(de)(de)(de)提高(gao)(gao)和國(guo)際競爭的(de)(de)(de)加劇，安全、高(gao)(gao)效(xiao)防曬(shai)型化(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)品(pin)的(de)(de)(de)研(yan)究、開發力度(du)將逐步(bu)加大。目前，發達(da)國(guo)家的(de)(de)(de)防曬(shai)型化(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)品(pin)市場已顯(xian)現出強大的(de)(de)(de)生命力。1999-2000年，美國(guo)的(de)(de)(de)年銷售額已分別達(da)7.37、7.65億美元，英國(guo)達(da)2.45、2.70億美元，而(er)且近年來分別以(yi)(yi)20%、10%以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)速度(du)增長(chang)，其中納(na)米(mi)二氧化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量也逐年大幅度(du)增長(chang)。日本(ben)抗紫外化(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)品(pin)中納(na)米(mi)二氧化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)的(de)(de)(de)年需(xu)求量在1000t以(yi)(yi)上，紡織、塑料(liao)、橡(xiang)膠制品(pin)中的(de)(de)(de)用(yong)(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，二是仿(fang)生防(fang)曬。后者成本較大，目前(qian)難(nan)以推(tui)廣(guang)，前(qian)者價格適中，且防(fang)曬性能優越，因而(er)被普遍看好。尤其是納米二氧化鈦(tai)，由于具(ju)有較為(wei)優越的性能和應(ying)用(yong)前(qian)景，因而(er)發展勢頭和市場(chang)潛力較好。