納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用干燥的(de)氧氣在(zai)923K-1023K進(jin)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)先用磨細的鈦鐵礦和(he)硫(liu)酸(suan)（濃度(du)(du)≥80%，溫(wen)度(du)(du)343K-353K）在(zai)不(bu)斷通入空氣并且攪拌的條件下(xia)反應(ying)，制(zhi)得可溶性硫(liu)酸(suan)鹽：

FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

由于這一(yi)反(fan)應(ying)是放(fang)熱(re)的，反(fan)應(ying)劇烈時溫度可達473K。

制(zhi)取二(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)時，關鍵點一步是(shi)使鈦(tai)(tai)液水解(jie)

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦(tai)液的(de)(de)濃度、酸度‘溫(wen)度都會影響(xiang)水(shui)解反(fan)應的(de)(de)進行，濃度越(yue)小，酸度越(yue)小，溫(wen)度越(yue)高，反(fan)應越(yue)容易發生。為了升(sheng)高溫(wen)度，反(fan)應常(chang)常(chang)在加壓的(de)(de)情況下(xia)進行，這樣(yang)也可以使(shi)沉(chen)淀(dian)顆粒比較緊密，讓產品有更好的(de)(de)物理性能。

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制取二氧化鈦時鈦含量的測定

測定時(shi)首先往鈦液中加(jia)鋁片，把(ba)Ti（IV）還原為(wei)Ti3+，Ti3+的還原能力比(bi)Sn2+強，它可以還原Fe3+。因此測定時(shi)用KSCN做指示劑，用標準Fe3+溶液滴定Ti3+的含量。滴定時(shi)，Fe3+離子稍(shao)微一過量，就生成血紅色[FeSCN]2+，此時(shi)到(dao)達滴定終點。

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(liao)、橡(xiang)膠(jiao)、造(zao)紙、化纖、水彩顏料(liao)等行業。

二氧化(hua)鈦是世界上最白的東西，1克二氧化(hua)鈦可(ke)以把450多平方厘米的面積涂

得雪(xue)白(bai)。它(ta)比常用(yong)的白(bai)顏料一—鋅鋇白(bai)還要白(bai)5倍(bei)，因(yin)此是(shi)調制白(bai)油漆的最好顏料。世界上(shang)用(yong)作顏料的二氧化(hua)(hua)鈦(tai)，一年多到幾十萬噸。二氧化(hua)(hua)鈦(tai)可以(yi)加(jia)在紙(zhi)(zhi)里(li)，使紙(zhi)(zhi)變白(bai)并且不透明，效果比其他物(wu)質(zhi)大10倍(bei)，因(yin)此，鈔票紙(zhi)(zhi)和美(mei)術品用(yong)紙(zhi)(zhi)就要加(jia)二氧化(hua)(hua)鈦(tai)。

為了使(shi)塑(su)料的顏色變淺，使(shi)人(ren)造(zao)絲(si)光澤(ze)柔和，有(you)時也要添(tian)加二氧化鈦(tai)。

在橡膠(jiao)工業上，二氧化鈦還被用作為白色橡膠(jiao)的(de)填料。

半導體二氧化(hua)鈦的光(guang)化(hua)學性能(neng)已使其可(ke)用(yong)于(yu)許(xu)多領域(yu)，如空氣(qi)、水和(he)流體的凈化(hua)。以(yi)碳或其他雜原子摻雜的光(guang)催化(hua)劑也可(ke)用(yong)于(yu)具有散射光(guang)源(yuan)的密封空間或區域(yu)。用(yong)于(yu)建筑、人行(xing)石板、混(hun)凝(ning)土墻或屋頂(ding)瓦上(shang)的涂(tu)料中(zhong)時，它們可(ke)以(yi)明顯增加對空氣(qi)中(zhong)污染(ran)物(wu)如氮(dan)氧化(hua)物(wu)、芳(fang)烴和(he)醛類的分(fen)解。

此外(wai)還廣泛應用于生產防(fang)曬霜，無毒性(xing)，對人體無害。

超細二氧(yang)化(hua)鈦具有優異紫外光屏(ping)蔽性(xing)和(he)透明(ming)(ming)性(xing)。被廣泛(fan)用(yong)在(zai)化(hua)妝品、木器保護、食品包裝塑料(liao)、耐久性(xing)家用(yong)薄膜、人(ren)造纖維和(he)天然纖維、透明(ming)(ming)涂(tu)料(liao)中(zhong)。在(zai)金屬閃光涂(tu)料(liao)中(zhong)的特殊(shu)光學效應(ying)，使之在(zai)高級(ji)轎車漆中(zhong)得到重視和(he)應(ying)用(yong)。

二氧化鈦的應用——食品應用

美國食(shi)品藥品管理局規定二氧化(hua)鈦可(ke)(ke)以作為所有的(de)食(shi)品白色(se)素(su)(su)，最大的(de)使用(yong)量(liang)為1g/kg Sec.73.575二氧化(hua)鈦。色(se)素(su)(su)添加劑(ji)二氧化(hua)鈦可(ke)(ke)以安(an)全用(yong)于一般著色(se)食(shi)品中，服從下(xia)列規定：

（1）二氧化鈦(tai)的數量不超過食(shi)物重量的1%。

（2）按(an)照法令(ling)的(de)401條所公布(bu)的(de)特殊標準，不得使用的(de)著色食品(pin)，除非有(you)類似的(de)標準允許添加色素。

（3）對于著色食品，食用的(de)色素添(tian)加劑(ji)二氧(yang)化鈦可以含有適(shi)當(dang)的(de)稀釋劑(ji)，作為(wei)安全的(de)色素添(tian)加劑(ji)，如下：二氧(yang)化硅，作為(wei)分(fen)散助劑(ji)，含量(liang)不超過2%。

產(chan)品適應：涼果類、果凍、油炸食(shi)品、可(ke)(ke)可(ke)(ke)制品、巧(qiao)克力、巧(qiao)克力制品、硬制糖果、拋光糖果、膠(jiao)(jiao)基糖果、膨(peng)化食(shi)品、糖果巧(qiao)克力制品包衣、蛋黃(huang)醬、沙拉醬、果醬、固體(ti)飲料、魔芋(yu)凝膠(jiao)(jiao)食(shi)品等。

二氧化鈦的應用——環境保護

凈化空氣

二氧化(hua)(hua)鈦，作為光(guang)涂料(liao)顏料(liao)的(de)催化(hua)(hua)劑(ji)，不僅是一(yi)種環(huan)境安(an)全的(de)清潔劑(ji)，而且可以起到(dao)節省能量還(huan)有(you)保護環(huan)境資源的(de)作用(yong)。

早(zao)期日本(ben)和英國的(de)(de)科學家將二氧化(hua)(hua)鈦涂覆在城市(shi)馬路(lu)的(de)(de)鋪(pu)路(lu)石表面，用以清(qing)洗路(lu)面空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)。二氧化(hua)(hua)鈦可(ke)以與瀝(li)青(qing)混合，減少空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)污染物(wu)。當汽車(che)經過時，含二氧化(hua)(hua)鈦的(de)(de)混凝土或瀝(li)青(qing)可(ke)以凈化(hua)(hua)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)，消除車(che)輛排放物(wu)中(zhong)25%到45%的(de)(de)氮氧化(hua)(hua)物(wu)。將二氧化(hua)(hua)鈦涂覆在混凝土面上，其清(qing)洗空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)的(de)(de)效果同樣顯(xian)著。

給地球降溫

2012年5月(yue)，英國科(ke)學(xue)家提出了一個(ge)大膽設(she)想，他們認為(wei)可通過(guo)向平流(liu)層噴灑(sa)足夠的(de)二(er)氧化鈦來反射太陽光，從(cong)而達到為(wei)地球(qiu)降溫的(de)目(mu)的(de)，這么做(zuo)能夠有效抵消因(yin)全球(qiu)變暖而導致(zhi)的(de)各種不(bu)利氣候因(yin)素。

由于二氧化鈦(tai)能(neng)(neng)夠有效反射太(tai)陽光的(de)直射，并(bing)且其性質穩定，具(ju)有良好(hao)的(de)遮蓋能(neng)(neng)力，如若噴灑在平(ping)流(liu)層能(neng)(neng)夠長期(qi)發揮作用。英(ying)國科學家提出，可利用高空氣球將這一(yi)化學物質帶入到平(ping)流(liu)層，然后(hou)進行(xing)釋放(fang)，一(yi)旦二氧化鈦(tai)均勻分(fen)布在地球平(ping)流(liu)層之后(hou)，能(neng)(neng)夠有效反射太(tai)陽光，從(cong)而為地球降溫。

英國咨詢公司戴(dai)維(wei)森科技的總裁、化(hua)學工程學家彼得(de)·戴(dai)維(wei)森是(shi)這個(ge)項目的負責(ze)人，他介紹稱(cheng)，只需要往地球(qiu)(qiu)平(ping)流(liu)層(ceng)運(yun)送(song)300萬(wan)噸(dun)的二氧化(hua)鈦，就(jiu)能夠在地球(qiu)(qiu)平(ping)流(liu)層(ceng)形成一層(ceng)厚度為1毫米的保護層(ceng)，而它(ta)能夠起到的作用卻是(shi)巨大的-足夠抵(di)消兩倍當前大氣中二氧化(hua)碳含量(liang)所導致(zhi)的溫室效應(ying)。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由于紫外(wai)線對人體(ti)有很大(da)的(de)(de)(de)危害性，發達國家近些年(nian)來比較(jiao)重視防(fang)(fang)曬產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)研究、開發，相繼(ji)推出了(le)多種多樣的(de)(de)(de)抗紫外(wai)纖維(wei)、塑料(liao)、薄膜、涂料(liao)，以及(ji)防(fang)(fang)曬膏霜、粉底、口紅、摩絲(si)、焗油膏等(deng)防(fang)(fang)曬化(hua)(hua)妝品(pin)。我(wo)國近年(nian)來也加(jia)大(da)了(le)防(fang)(fang)曬化(hua)(hua)裝品(pin)的(de)(de)(de)研究和生產(chan)。

但以往防曬(shai)劑(ji)多為(wei)(wei)二(er)苯甲酮(tong)類(lei)(lei)、鄰(lin)氨基苯甲酮(tong)類(lei)(lei)、水楊酸酯類(lei)(lei)、對氨基苯甲酸類(lei)(lei)、肉桂酸酯類(lei)(lei)等有(you)(you)機(ji)化(hua)合物，因而(er)不穩(wen)定、壽(shou)命短，并且(qie)(qie)副作(zuo)用(yong)較(jiao)大，具(ju)有(you)(you)一(yi)定的(de)毒(du)性(xing)和(he)刺(ci)激(ji)性(xing)，如果(guo)添加過量(liang)，會產生(sheng)化(hua)學性(xing)過敏，甚(shen)至可能(neng)(neng)(neng)(neng)導致皮膚(fu)癌(ai)。而(er)納(na)米(mi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)無(wu)(wu)機(ji)成分(fen)，具(ju)有(you)(you)優(you)異的(de)化(hua)學穩(wen)定性(xing)、熱穩(wen)定性(xing)及非(fei)遷移性(xing)和(he)較(jiao)強(qiang)的(de)消(xiao)色力(li)、遮蓋力(li)，較(jiao)低的(de)腐蝕性(xing)，良好的(de)易分(fen)散(san)性(xing)，并且(qie)(qie)無(wu)(wu)毒(du)、無(wu)(wu)味、無(wu)(wu)刺(ci)激(ji)性(xing)，使用(yong)安(an)全，還兼(jian)有(you)(you)殺菌除(chu)臭的(de)作(zuo)用(yong)。更為(wei)(wei)重要(yao)的(de)是，如前所述，納(na)米(mi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)既能(neng)(neng)(neng)(neng)吸(xi)收紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)，又能(neng)(neng)(neng)(neng)發射、散(san)射紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)，因此抗(kang)紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)強(qiang)，與同(tong)樣劑(ji)量(liang)的(de)有(you)(you)機(ji)抗(kang)紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)劑(ji)相比，它在紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)區的(de)吸(xi)收峰(feng)更高;而(er)且(qie)(qie)納(na)米(mi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)對中波(bo)區和(he)長(chang)波(bo)區紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)均有(you)(you)阻隔作(zuo)用(yong)，不象有(you)(you)機(ji)抗(kang)紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)劑(ji)只是單一(yi)對中波(bo)區或(huo)長(chang)波(bo)區紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)有(you)(you)屏蔽(bi)作(zuo)用(yong)。特別是由于(yu)其顆粒較(jiao)細，制成品透(tou)明(ming)度(du)高，能(neng)(neng)(neng)(neng)透(tou)過可見光，加入(ru)化(hua)妝(zhuang)品使用(yong)時(shi)皮膚(fu)白度(du)自然，克服了有(you)(you)的(de)有(you)(you)機(ji)物或(huo)顏料(liao)級(ji)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)不透(tou)明(ming)，使皮膚(fu)呈現不自然的(de)蒼白色的(de)缺點。正因為(wei)(wei)如此，納(na)米(mi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)很快(kuai)被廣泛(fan)重視并逐步取(qu)代一(yi)些有(you)(you)機(ji)抗(kang)紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)劑(ji)，成為(wei)(wei)當今防曬(shai)化(hua)妝(zhuang)品中性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)越一(yi)種物理(li)屏蔽(bi)型抗(kang)紫(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)劑(ji)。

隨著人(ren)們生活水平的提高(gao)和國(guo)際競(jing)爭的加(jia)劇，安全、高(gao)效防曬(shai)(shai)型(xing)化妝品的研究、開發力度(du)將逐步加(jia)大(da)(da)。目前，發達國(guo)家的防曬(shai)(shai)型(xing)化妝品市場已顯現出強大(da)(da)的生命力。1999-2000年，美國(guo)的年銷(xiao)售額已分別達7.37、7.65億美元，英國(guo)達2.45、2.70億美元，而且近年來(lai)分別以(yi)20%、10%以(yi)上(shang)的速度(du)增長(chang)，其(qi)中(zhong)納(na)(na)米二氧化鈦的用量(liang)也逐年大(da)(da)幅度(du)增長(chang)。日本(ben)抗紫外化妝品中(zhong)納(na)(na)米二氧化鈦的年需求量(liang)在1000t以(yi)上(shang)，紡(fang)織、塑料、橡膠制(zhi)品中(zhong)的用量(liang)更(geng)大(da)(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(ji)，二(er)(er)是(shi)仿生(sheng)防(fang)曬(shai)。后(hou)者(zhe)成(cheng)本(ben)較大，目前難以推(tui)廣，前者(zhe)價格適(shi)中，且防(fang)曬(shai)性能(neng)優越，因而被普(pu)遍看好(hao)。尤其(qi)是(shi)納米(mi)二(er)(er)氧化鈦，由于具有較為優越的性能(neng)和應用前景，因而發展勢(shi)頭和市場潛力較好(hao)。