納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用干燥的(de)氧氣(qi)(qi)在923K-1023K進行氣(qi)(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(yong)磨細的(de)鈦鐵礦和(he)硫酸（濃(nong)度(du)≥80%，溫(wen)度(du)343K-353K）在不斷通入空(kong)氣并且攪拌的(de)條(tiao)件(jian)下反(fan)應，制得可溶性硫酸鹽：

FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

由于這(zhe)一反應是放熱(re)的，反應劇烈(lie)時溫(wen)度(du)可達(da)473K。

制取二氧化鈦時，關(guan)鍵點一(yi)步是(shi)使鈦液水解

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦液的(de)濃度(du)(du)(du)(du)(du)、酸度(du)(du)(du)(du)(du)‘溫度(du)(du)(du)(du)(du)都會影響水(shui)解反應(ying)的(de)進行(xing)，濃度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)小，酸度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)小，溫度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)高，反應(ying)越(yue)容易(yi)發生。為了升(sheng)高溫度(du)(du)(du)(du)(du)，反應(ying)常常在加壓(ya)的(de)情況下(xia)進行(xing)，這樣也可以使沉(chen)淀顆粒比較(jiao)緊密(mi)，讓產(chan)品有更好(hao)的(de)物(wu)理性(xing)能。

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制取二氧化鈦時鈦含量的測定

測定時首先(xian)往鈦液中加鋁片，把Ti（IV）還原為Ti3+，Ti3+的還原能力比(bi)Sn2+強，它可以還原Fe3+。因此測定時用KSCN做指示劑，用標準Fe3+溶液滴定Ti3+的含(han)量。滴定時，Fe3+離子稍微一過量，就生成血紅(hong)色[FeSCN]2+，此時到達滴定終(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(you)墨、塑料、橡膠(jiao)、造紙、化纖(xian)、水彩顏料等(deng)行業(ye)。

二(er)氧化鈦(tai)是世界上(shang)最白的(de)東(dong)西，1克二(er)氧化鈦(tai)可以把450多(duo)平方厘(li)米的(de)面積涂

得雪白。它比常(chang)用(yong)(yong)的(de)白顏料一—鋅鋇(bei)白還要(yao)白5倍，因(yin)此是調制白油漆(qi)的(de)最好顏料。世界上用(yong)(yong)作顏料的(de)二(er)(er)氧(yang)(yang)化鈦(tai)，一年(nian)多到幾十萬噸。二(er)(er)氧(yang)(yang)化鈦(tai)可以加(jia)(jia)在紙(zhi)(zhi)里，使紙(zhi)(zhi)變白并(bing)且不透明，效果比其他物質大10倍，因(yin)此，鈔(chao)票紙(zhi)(zhi)和美術品用(yong)(yong)紙(zhi)(zhi)就要(yao)加(jia)(jia)二(er)(er)氧(yang)(yang)化鈦(tai)。

為了使(shi)塑(su)料的顏色(se)變淺(qian)，使(shi)人造絲光澤柔和(he)，有時也(ye)要添加二氧化鈦。

在橡膠工業(ye)上(shang)，二(er)氧化鈦還被用作為白色橡膠的填料(liao)。

半導體二(er)氧化鈦(tai)的光(guang)(guang)化學性能已使(shi)其(qi)可用于(yu)許(xu)多(duo)領域，如(ru)空氣(qi)、水和(he)流體的凈化。以(yi)碳(tan)或(huo)其(qi)他雜(za)原(yuan)子摻(chan)雜(za)的光(guang)(guang)催(cui)化劑也可用于(yu)具(ju)有散(san)射光(guang)(guang)源的密封空間(jian)或(huo)區(qu)域。用于(yu)建筑(zhu)、人行石板、混凝土(tu)墻(qiang)或(huo)屋頂瓦上的涂(tu)料中時，它們可以(yi)明顯增(zeng)加對(dui)空氣(qi)中污染物如(ru)氮氧化物、芳烴(jing)和(he)醛(quan)類(lei)的分解。

此外還廣泛應用于生(sheng)產防曬霜，無毒性，對人體無害。

超細二氧化(hua)鈦具有優異(yi)紫外光(guang)屏蔽性和(he)(he)透明性。被廣(guang)泛用在化(hua)妝品、木器保護、食(shi)品包裝塑料(liao)、耐久(jiu)性家(jia)用薄膜、人造(zao)纖(xian)維(wei)和(he)(he)天然纖(xian)維(wei)、透明涂料(liao)中(zhong)。在金(jin)屬閃光(guang)涂料(liao)中(zhong)的特(te)殊光(guang)學效應(ying)，使(shi)之在高級轎車漆中(zhong)得到重視和(he)(he)應(ying)用。

二氧化鈦的應用——食品應用

美國食(shi)品藥品管理(li)局規定二氧化鈦(tai)可(ke)以作為(wei)所有的食(shi)品白色素，最大的使用(yong)量為(wei)1g/kg Sec.73.575二氧化鈦(tai)。色素添加劑二氧化鈦(tai)可(ke)以安全用(yong)于一般著色食(shi)品中，服從(cong)下列規定：

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

（2）按(an)照法(fa)令的(de)401條所公布(bu)的(de)特殊標(biao)準(zhun)，不得使用的(de)著色食品，除(chu)非有(you)類似(si)的(de)標(biao)準(zhun)允(yun)許添(tian)加(jia)色素。

（3）對于(yu)著色食品，食用的色素(su)添(tian)加劑(ji)二(er)氧(yang)化(hua)鈦可以(yi)含(han)有適當的稀釋劑(ji)，作(zuo)為(wei)安全(quan)的色素(su)添(tian)加劑(ji)，如(ru)下：二(er)氧(yang)化(hua)硅，作(zuo)為(wei)分散助劑(ji)，含(han)量不超過2%。

產品適應：涼果(guo)類、果(guo)凍、油炸食品、可(ke)可(ke)制(zhi)(zhi)品、巧克力(li)、巧克力(li)制(zhi)(zhi)品、硬制(zhi)(zhi)糖(tang)果(guo)、拋光糖(tang)果(guo)、膠基糖(tang)果(guo)、膨化食品、糖(tang)果(guo)巧克力(li)制(zhi)(zhi)品包衣、蛋黃醬、沙拉醬、果(guo)醬、固體飲料(liao)、魔芋凝膠食品等。

二氧化鈦的應用——環境保護

凈化空氣

二氧化(hua)鈦，作(zuo)為光涂料顏料的催化(hua)劑，不僅是一(yi)種環(huan)境安全(quan)的清潔劑，而且(qie)可(ke)以起到節省(sheng)能量(liang)還有保護環(huan)境資源的作(zuo)用。

早(zao)期(qi)日本和英國的科學家將二氧(yang)化(hua)(hua)鈦涂覆在(zai)城市馬(ma)路(lu)(lu)的鋪路(lu)(lu)石(shi)表面，用以清洗(xi)路(lu)(lu)面空(kong)氣。二氧(yang)化(hua)(hua)鈦可(ke)以與瀝(li)青(qing)混(hun)合，減少空(kong)氣中(zhong)的污(wu)染物。當汽車(che)經(jing)過(guo)時，含二氧(yang)化(hua)(hua)鈦的混(hun)凝(ning)土(tu)或瀝(li)青(qing)可(ke)以凈化(hua)(hua)空(kong)氣，消除(chu)車(che)輛排放物中(zhong)25%到45%的氮氧(yang)化(hua)(hua)物。將二氧(yang)化(hua)(hua)鈦涂覆在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)面上，其清洗(xi)空(kong)氣的效果同樣(yang)顯(xian)著。

給地球降溫

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

由于二氧(yang)化鈦(tai)能(neng)夠(gou)有效(xiao)反(fan)射太(tai)陽光(guang)的直射，并且其(qi)性質(zhi)穩定，具有良(liang)好的遮蓋能(neng)力，如若噴灑在(zai)平(ping)流層能(neng)夠(gou)長期發揮作(zuo)用。英國科學(xue)(xue)家(jia)提出，可利用高空氣球將這一化學(xue)(xue)物質(zhi)帶入到(dao)平(ping)流層，然(ran)后進行釋放(fang)，一旦(dan)二氧(yang)化鈦(tai)均(jun)勻分布在(zai)地(di)球平(ping)流層之后，能(neng)夠(gou)有效(xiao)反(fan)射太(tai)陽光(guang)，從(cong)而為地(di)球降(jiang)溫。

英國咨(zi)詢公司戴(dai)維(wei)森科技的(de)總裁(cai)、化(hua)學工程學家彼得(de)·戴(dai)維(wei)森是這(zhe)個項目(mu)的(de)負責人，他(ta)介(jie)紹稱(cheng)，只需要(yao)往地球(qiu)平(ping)流層(ceng)運送(song)300萬噸的(de)二(er)氧化(hua)鈦，就能夠在地球(qiu)平(ping)流層(ceng)形(xing)成(cheng)一層(ceng)厚度為1毫(hao)米的(de)保護層(ceng)，而它能夠起到的(de)作用卻(que)是巨大(da)的(de)-足(zu)夠抵消(xiao)兩倍(bei)當(dang)前大(da)氣中二(er)氧化(hua)碳(tan)含(han)量所導(dao)致的(de)溫室效(xiao)應。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由(you)于紫(zi)外線對人體有很(hen)大(da)的(de)危害性，發達國(guo)家近些年來比較重視防曬產(chan)品(pin)的(de)研(yan)究、開發，相(xiang)繼推出了(le)多(duo)種多(duo)樣的(de)抗(kang)紫(zi)外纖(xian)維、塑料(liao)、薄膜、涂料(liao)，以(yi)及防曬膏霜(shuang)、粉底、口(kou)紅、摩絲、焗(ju)油膏等防曬化(hua)妝(zhuang)品(pin)。我國(guo)近年來也加大(da)了(le)防曬化(hua)裝品(pin)的(de)研(yan)究和生產(chan)。

但以往防曬劑(ji)多為(wei)(wei)二苯甲酮類、鄰氨(an)基苯甲酮類、水楊酸(suan)酯類、對(dui)氨(an)基苯甲酸(suan)類、肉桂(gui)酸(suan)酯類等有(you)機化(hua)合(he)物(wu)，因(yin)而不(bu)穩(wen)定、壽命短，并且副作(zuo)用(yong)(yong)較大，具(ju)有(you)一定的(de)毒(du)性(xing)(xing)和刺激(ji)(ji)性(xing)(xing)，如(ru)果添(tian)加過量，會產生(sheng)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)過敏，甚至可能(neng)(neng)導致皮膚(fu)癌(ai)。而納(na)米(mi)二氧化(hua)鈦(tai)為(wei)(wei)無(wu)機成(cheng)(cheng)分(fen)，具(ju)有(you)優異的(de)化(hua)學(xue)穩(wen)定性(xing)(xing)、熱穩(wen)定性(xing)(xing)及非遷移性(xing)(xing)和較強的(de)消(xiao)色力(li)、遮蓋力(li)，較低的(de)腐蝕(shi)性(xing)(xing)，良(liang)好(hao)的(de)易分(fen)散性(xing)(xing)，并且無(wu)毒(du)、無(wu)味、無(wu)刺激(ji)(ji)性(xing)(xing)，使(shi)用(yong)(yong)安全，還兼(jian)有(you)殺菌除臭的(de)作(zuo)用(yong)(yong)。更為(wei)(wei)重要的(de)是，如(ru)前所述，納(na)米(mi)二氧化(hua)鈦(tai)既能(neng)(neng)吸收紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)(xian)，又(you)能(neng)(neng)發射、散射紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)(xian)，因(yin)此抗紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)(xian)的(de)能(neng)(neng)力(li)強，與同樣劑(ji)量的(de)有(you)機抗紫(zi)(zi)外(wai)(wai)劑(ji)相比，它在(zai)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)區(qu)(qu)的(de)吸收峰更高(gao);而且納(na)米(mi)二氧化(hua)鈦(tai)對(dui)中波區(qu)(qu)和長波區(qu)(qu)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)(xian)均有(you)阻(zu)隔作(zuo)用(yong)(yong)，不(bu)象有(you)機抗紫(zi)(zi)外(wai)(wai)劑(ji)只是單(dan)一對(dui)中波區(qu)(qu)或(huo)長波區(qu)(qu)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)(xian)有(you)屏蔽(bi)(bi)作(zuo)用(yong)(yong)。特別是由于其顆粒(li)較細(xi)，制(zhi)成(cheng)(cheng)品透明度高(gao)，能(neng)(neng)透過可見光(guang)，加入化(hua)妝品使(shi)用(yong)(yong)時皮膚(fu)白度自然(ran)，克服了有(you)的(de)有(you)機物(wu)或(huo)顏料級二氧化(hua)鈦(tai)不(bu)透明，使(shi)皮膚(fu)呈現不(bu)自然(ran)的(de)蒼白色的(de)缺點。正因(yin)為(wei)(wei)如(ru)此，納(na)米(mi)二氧化(hua)鈦(tai)很快被廣泛重視(shi)并逐(zhu)步(bu)取(qu)代(dai)一些有(you)機抗紫(zi)(zi)外(wai)(wai)劑(ji)，成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)當今防曬化(hua)妝品中性(xing)(xing)能(neng)(neng)優越(yue)一種(zhong)物(wu)理(li)屏蔽(bi)(bi)型抗紫(zi)(zi)外(wai)(wai)劑(ji)。

隨(sui)著(zhu)人們(men)生(sheng)活水平的(de)(de)(de)(de)提高和國際競爭的(de)(de)(de)(de)加(jia)劇，安全(quan)、高效防曬型化(hua)妝品的(de)(de)(de)(de)研究、開發力度將逐步加(jia)大(da)。目前，發達國家的(de)(de)(de)(de)防曬型化(hua)妝品市場已顯現出強(qiang)大(da)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)命力。1999-2000年(nian)，美(mei)國的(de)(de)(de)(de)年(nian)銷(xiao)售額已分別達7.37、7.65億美(mei)元(yuan)，英國達2.45、2.70億美(mei)元(yuan)，而(er)且近年(nian)來分別以(yi)20%、10%以(yi)上的(de)(de)(de)(de)速度增(zeng)長，其中(zhong)納米二(er)氧化(hua)鈦的(de)(de)(de)(de)用量也逐年(nian)大(da)幅度增(zeng)長。日本(ben)抗紫外化(hua)妝品中(zhong)納米二(er)氧化(hua)鈦的(de)(de)(de)(de)年(nian)需求量在(zai)1000t以(yi)上，紡織(zhi)、塑料、橡膠(jiao)制品中(zhong)的(de)(de)(de)(de)用量更大(da)。

從防曬化妝品的發展趨勢來看，一是無機防曬劑代替(ti)有(you)機(ji)防曬劑，二是仿生防曬。后者成本(ben)較大，目前(qian)(qian)難以推廣，前(qian)(qian)者價(jia)格適中，且(qie)防曬性能優越，因而被普遍看(kan)好。尤其是納米二氧化(hua)鈦(tai)，由于具有(you)較為優越的性能和(he)應(ying)用前(qian)(qian)景，因而發展(zhan)勢頭和(he)市場潛力較好。