納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用(yong)干燥的氧(yang)氣在(zai)923K-1023K進行氣相氧(yang)化：

TiCl4+O2=TiO2+2Cl2

納米二氧化鈦的制備方法——硫酸法

首先用(yong)磨細的(de)鈦鐵(tie)礦和硫(liu)酸（濃度(du)≥80%，溫(wen)度(du)343K-353K）在(zai)不(bu)斷通入空氣(qi)并(bing)且攪拌的(de)條件下反應，制得(de)可溶(rong)性硫(liu)酸鹽：

FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

由于這一(yi)反應(ying)是放熱(re)的，反應(ying)劇烈時溫度(du)可(ke)達473K。

制取二(er)氧化鈦時，關鍵點一步是使鈦液水解

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦液的(de)濃(nong)度(du)、酸度(du)‘溫(wen)(wen)度(du)都會影響水(shui)解反(fan)應(ying)的(de)進行，濃(nong)度(du)越(yue)小，酸度(du)越(yue)小，溫(wen)(wen)度(du)越(yue)高(gao)(gao)，反(fan)應(ying)越(yue)容易發生。為了升高(gao)(gao)溫(wen)(wen)度(du)，反(fan)應(ying)常(chang)常(chang)在加壓(ya)的(de)情況下進行，這樣也可(ke)以使(shi)沉淀顆(ke)粒比較(jiao)緊密，讓產品有更好的(de)物理性能。

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制取二氧化鈦時鈦含量的測定

測定(ding)(ding)時(shi)首先(xian)往鈦液中(zhong)加鋁片(pian)，把Ti（IV）還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)為Ti3+，Ti3+的還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)能力(li)比(bi)Sn2+強，它可以還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)Fe3+。因此(ci)測定(ding)(ding)時(shi)用KSCN做指示劑，用標準Fe3+溶液滴定(ding)(ding)Ti3+的含量。滴定(ding)(ding)時(shi)，Fe3+離(li)子稍微一過量，就(jiu)生(sheng)成血紅(hong)色(se)[FeSCN]2+，此(ci)時(shi)到達滴定(ding)(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(mo)、塑料、橡膠(jiao)、造(zao)紙、化纖、水彩顏料等行業。

二氧化鈦是世界(jie)上(shang)最白的東西，1克二氧化鈦可以把450多平方厘米的面積(ji)涂

得(de)雪(xue)白(bai)(bai)。它比常用(yong)的(de)白(bai)(bai)顏料(liao)一—鋅鋇(bei)白(bai)(bai)還要白(bai)(bai)5倍(bei)，因此是調(diao)制白(bai)(bai)油漆(qi)的(de)最(zui)好顏料(liao)。世界上用(yong)作顏料(liao)的(de)二(er)氧化鈦，一年多到幾十萬噸(dun)。二(er)氧化鈦可以加(jia)在(zai)紙(zhi)里，使紙(zhi)變白(bai)(bai)并且不透明，效果比其他物(wu)質大10倍(bei)，因此，鈔票紙(zhi)和美術品(pin)用(yong)紙(zhi)就要加(jia)二(er)氧化鈦。

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

在橡(xiang)膠工(gong)業上，二氧(yang)化鈦還被用(yong)作為白(bai)色橡(xiang)膠的填料(liao)。

半導體二氧(yang)化鈦的(de)光(guang)化學性能已使其(qi)可用于許多領域(yu)，如空氣(qi)(qi)、水和(he)流體的(de)凈(jing)化。以碳或(huo)其(qi)他雜(za)(za)原子摻雜(za)(za)的(de)光(guang)催化劑也(ye)可用于具有(you)散射(she)光(guang)源的(de)密封空間或(huo)區(qu)域(yu)。用于建筑、人行石板、混凝(ning)土墻(qiang)或(huo)屋頂瓦上的(de)涂(tu)料中時，它們可以明顯增加對空氣(qi)(qi)中污(wu)染物如氮氧(yang)化物、芳烴和(he)醛類的(de)分(fen)解。

此外還(huan)廣泛應用于生產防曬(shai)霜(shuang)，無(wu)毒性，對(dui)人體無(wu)害。

超細二氧化鈦具有(you)優異紫外光(guang)屏蔽(bi)性和透明(ming)性。被廣泛用在(zai)化妝品、木(mu)器保護(hu)、食品包裝塑(su)料、耐久性家用薄(bo)膜、人造(zao)纖維和天然纖維、透明(ming)涂(tu)料中。在(zai)金屬(shu)閃光(guang)涂(tu)料中的特殊光(guang)學效應，使(shi)之在(zai)高級轎車漆中得到(dao)重(zhong)視和應用。

二氧化鈦的應用——食品應用

美國食(shi)品藥品管理局規(gui)定二氧(yang)(yang)化(hua)鈦可以作(zuo)為所(suo)有的(de)(de)食(shi)品白色素(su)，最大的(de)(de)使用(yong)量為1g/kg Sec.73.575二氧(yang)(yang)化(hua)鈦。色素(su)添加劑二氧(yang)(yang)化(hua)鈦可以安(an)全(quan)用(yong)于一般著色食(shi)品中，服從(cong)下列規(gui)定：

（1）二(er)氧(yang)化鈦的(de)數量不(bu)超過食物重量的(de)1%。

（2）按照法令的(de)401條所公(gong)布的(de)特殊標(biao)準，不(bu)得使用的(de)著(zhu)色食品，除(chu)非有類似的(de)標(biao)準允(yun)許(xu)添(tian)加色素。

（3）對于著(zhu)色(se)食(shi)品(pin)，食(shi)用的(de)色(se)素添加劑二氧化鈦可以含有適當的(de)稀(xi)釋劑，作為安全的(de)色(se)素添加劑，如下：二氧化硅(gui)，作為分散助(zhu)劑，含量不超過(guo)2%。

產品(pin)適應(ying)：涼果(guo)類、果(guo)凍(dong)、油炸(zha)食品(pin)、可(ke)可(ke)制(zhi)品(pin)、巧(qiao)克力(li)、巧(qiao)克力(li)制(zhi)品(pin)、硬制(zhi)糖果(guo)、拋光糖果(guo)、膠基糖果(guo)、膨化食品(pin)、糖果(guo)巧(qiao)克力(li)制(zhi)品(pin)包衣、蛋黃醬、沙拉醬、果(guo)醬、固體飲料、魔芋凝膠食品(pin)等。

二氧化鈦的應用——環境保護

凈化空氣

二氧化鈦，作(zuo)為光涂料顏料的(de)催化劑(ji)，不僅是(shi)一(yi)種環(huan)(huan)境(jing)(jing)安全的(de)清(qing)潔劑(ji)，而且可以起到節省能量(liang)還有保(bao)護環(huan)(huan)境(jing)(jing)資源的(de)作(zuo)用。

早期日本和英國的科學家將二(er)氧化(hua)鈦(tai)涂覆在城市馬路的鋪路石表面，用以清(qing)洗(xi)路面空(kong)氣(qi)。二(er)氧化(hua)鈦(tai)可(ke)(ke)以與瀝青混(hun)合，減少空(kong)氣(qi)中(zhong)的污染物。當汽車經過時，含二(er)氧化(hua)鈦(tai)的混(hun)凝(ning)土(tu)或(huo)瀝青可(ke)(ke)以凈化(hua)空(kong)氣(qi)，消除車輛排放物中(zhong)25%到(dao)45%的氮氧化(hua)物。將二(er)氧化(hua)鈦(tai)涂覆在混(hun)凝(ning)土(tu)面上，其清(qing)洗(xi)空(kong)氣(qi)的效果同樣顯(xian)著(zhu)。

給地球降溫

2012年5月，英國科學家提(ti)出了一個大膽設想，他們(men)認(ren)為可通過向平流層噴灑足夠的(de)二氧(yang)化鈦來反(fan)射太(tai)陽光，從而達到為地球(qiu)降溫的(de)目的(de)，這么做能(neng)夠有(you)效抵消因全球(qiu)變(bian)暖而導致的(de)各種(zhong)不利(li)氣候因素。

由于二氧化鈦能夠(gou)有效反射太陽光(guang)的直(zhi)射，并且其性質(zhi)穩定，具有良好的遮(zhe)蓋能力，如若噴灑在平(ping)流(liu)層(ceng)(ceng)能夠(gou)長期發揮作用。英國科學(xue)(xue)家提出，可利用高空氣球(qiu)將這(zhe)一(yi)化學(xue)(xue)物質(zhi)帶入到平(ping)流(liu)層(ceng)(ceng)，然(ran)后(hou)進行釋放，一(yi)旦二氧化鈦均勻(yun)分布在地球(qiu)平(ping)流(liu)層(ceng)(ceng)之后(hou)，能夠(gou)有效反射太陽光(guang)，從而為地球(qiu)降(jiang)溫(wen)。

英國咨(zi)詢公司戴維森(sen)科技的(de)總裁、化(hua)學(xue)工程(cheng)學(xue)家彼得(de)·戴維森(sen)是(shi)這個(ge)項目的(de)負(fu)責人(ren)，他(ta)介紹稱，只(zhi)需要(yao)往(wang)地(di)球平流層運送300萬噸的(de)二氧(yang)化(hua)鈦，就(jiu)能夠(gou)在地(di)球平流層形成一層厚度為1毫(hao)米的(de)保護(hu)層，而它能夠(gou)起到的(de)作用卻是(shi)巨大(da)的(de)-足夠(gou)抵消兩倍當前(qian)大(da)氣中二氧(yang)化(hua)碳含(han)量(liang)所導致的(de)溫室效(xiao)應(ying)。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由于紫外(wai)線(xian)對人體有很大的(de)(de)危(wei)害性，發達國(guo)家(jia)近(jin)些年來(lai)比較重視(shi)防(fang)曬(shai)產(chan)品的(de)(de)研究、開發，相繼推(tui)出了多種多樣的(de)(de)抗(kang)紫外(wai)纖維(wei)、塑料、薄膜(mo)、涂料，以及防(fang)曬(shai)膏霜、粉底、口紅(hong)、摩絲(si)、焗油膏等(deng)防(fang)曬(shai)化妝品。我國(guo)近(jin)年來(lai)也加(jia)大了防(fang)曬(shai)化裝(zhuang)品的(de)(de)研究和生產(chan)。

但(dan)以往防(fang)曬(shai)劑(ji)多為二(er)(er)苯甲(jia)酮(tong)類(lei)(lei)(lei)、鄰氨基苯甲(jia)酮(tong)類(lei)(lei)(lei)、水楊酸(suan)(suan)酯(zhi)類(lei)(lei)(lei)、對(dui)氨基苯甲(jia)酸(suan)(suan)類(lei)(lei)(lei)、肉(rou)桂(gui)酸(suan)(suan)酯(zhi)類(lei)(lei)(lei)等有(you)(you)機化(hua)合物(wu)，因而不穩(wen)定(ding)、壽命(ming)短，并(bing)(bing)且副作(zuo)用較(jiao)(jiao)大(da)，具(ju)(ju)有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)毒性(xing)(xing)和(he)刺(ci)激性(xing)(xing)，如果添(tian)加過量(liang)，會產生化(hua)學性(xing)(xing)過敏，甚至可能(neng)導致(zhi)皮膚癌。而納米(mi)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)為無機成(cheng)分(fen)，具(ju)(ju)有(you)(you)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)化(hua)學穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)、熱穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)及非遷移性(xing)(xing)和(he)較(jiao)(jiao)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)消色(se)力(li)、遮蓋力(li)，較(jiao)(jiao)低的(de)(de)(de)腐蝕性(xing)(xing)，良好的(de)(de)(de)易分(fen)散(san)性(xing)(xing)，并(bing)(bing)且無毒、無味、無刺(ci)激性(xing)(xing)，使(shi)用安全(quan)，還兼有(you)(you)殺菌除臭(chou)的(de)(de)(de)作(zuo)用。更為重(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)是(shi)，如前所述，納米(mi)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)既能(neng)吸收紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)，又能(neng)發射、散(san)射紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)，因此抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)的(de)(de)(de)能(neng)力(li)強(qiang)(qiang)，與同樣(yang)劑(ji)量(liang)的(de)(de)(de)有(you)(you)機抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)劑(ji)相比，它在紫(zi)(zi)(zi)外(wai)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)吸收峰更高;而且納米(mi)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)對(dui)中(zhong)波(bo)區(qu)(qu)和(he)長(chang)波(bo)區(qu)(qu)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)均(jun)有(you)(you)阻(zu)隔作(zuo)用，不象(xiang)有(you)(you)機抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)劑(ji)只是(shi)單一(yi)對(dui)中(zhong)波(bo)區(qu)(qu)或長(chang)波(bo)區(qu)(qu)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)有(you)(you)屏蔽作(zuo)用。特別是(shi)由于其顆粒(li)較(jiao)(jiao)細，制成(cheng)品透(tou)(tou)明(ming)度高，能(neng)透(tou)(tou)過可見(jian)光，加入化(hua)妝(zhuang)品使(shi)用時(shi)皮膚白度自(zi)然，克(ke)服了有(you)(you)的(de)(de)(de)有(you)(you)機物(wu)或顏料級(ji)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)不透(tou)(tou)明(ming)，使(shi)皮膚呈現(xian)不自(zi)然的(de)(de)(de)蒼(cang)白色(se)的(de)(de)(de)缺點。正(zheng)因為如此，納米(mi)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)很快被廣泛重(zhong)(zhong)視并(bing)(bing)逐步(bu)取代一(yi)些有(you)(you)機抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)劑(ji)，成(cheng)為當今防(fang)曬(shai)化(hua)妝(zhuang)品中(zhong)性(xing)(xing)能(neng)優(you)越(yue)一(yi)種物(wu)理屏蔽型(xing)抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)劑(ji)。

隨著人們生活(huo)水(shui)平的(de)提高(gao)和國(guo)際(ji)競爭的(de)加劇，安全、高(gao)效防(fang)曬(shai)型化妝(zhuang)品(pin)(pin)的(de)研究、開發力度(du)將逐(zhu)步(bu)加大(da)。目前(qian)，發達國(guo)家的(de)防(fang)曬(shai)型化妝(zhuang)品(pin)(pin)市場已顯現出強大(da)的(de)生命力。1999-2000年(nian)，美國(guo)的(de)年(nian)銷售額(e)已分(fen)別(bie)達7.37、7.65億美元，英國(guo)達2.45、2.70億美元，而且近年(nian)來分(fen)別(bie)以(yi)20%、10%以(yi)上(shang)的(de)速度(du)增(zeng)長(chang)，其(qi)中納(na)(na)米二(er)(er)氧化鈦(tai)的(de)用量(liang)也逐(zhu)年(nian)大(da)幅(fu)度(du)增(zeng)長(chang)。日本抗紫外化妝(zhuang)品(pin)(pin)中納(na)(na)米二(er)(er)氧化鈦(tai)的(de)年(nian)需求量(liang)在1000t以(yi)上(shang)，紡織、塑(su)料、橡膠(jiao)制品(pin)(pin)中的(de)用量(liang)更(geng)大(da)。

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(shai)劑，二是仿生防(fang)曬(shai)。后者成本較大，目前難以推廣，前者價格適中，且防(fang)曬(shai)性能(neng)優越，因而被普遍看好(hao)。尤其(qi)是納米二氧(yang)化鈦，由于具有較為優越的性能(neng)和應用前景(jing)，因而發展勢頭(tou)和市場(chang)潛力較好(hao)。