ما هو ثاني أكسيد التيتانيوم؟
المكون الرئيسي لثاني أكسيد التيتانيوم هو TIO2، وهو صبغة كيميائية غير عضوية مهمة على شكل مادة صلبة بيضاء أو مسحوق. وهو غير سام، وله بياض وسطوع عالي، ويعتبر أفضل صبغة بيضاء لتحسين بياض المواد. يستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل الطلاء والبلاستيك والمطاط والورق والحبر والسيراميك والزجاج وما إلى ذلك.
Ⅰ.مخطط سلسلة صناعة ثاني أكسيد التيتانيوم:
(1) يتكون الجزء العلوي من سلسلة صناعة ثاني أكسيد التيتانيوم من المواد الخام، بما في ذلك الإلمنيت، وتركيز التيتانيوم، والروتيل، وما إلى ذلك؛
(2) يشير منتصف الطريق إلى منتجات ثاني أكسيد التيتانيوم.
(3) المصب هو مجال تطبيق ثاني أكسيد التيتانيوم.يستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل الطلاء والبلاستيك وصناعة الورق والحبر والمطاط وما إلى ذلك.
Ⅱ.التركيب البلوري لثاني أكسيد التيتانيوم:
ثاني أكسيد التيتانيوم هو نوع من المركبات متعددة الأشكال، والتي لها ثلاثة أشكال بلورية شائعة في الطبيعة، وهي الأناتاس والروتيل والبروكيت.
ينتمي كل من الروتيل والأناتاز إلى نظام بلوري رباعي الزوايا، وهو مستقر تحت درجة الحرارة العادية؛ ينتمي البروكيت إلى نظام بلوري معيني تقويمي، مع بنية بلورية غير مستقرة، لذلك له قيمة عملية قليلة في الصناعة في الوقت الحاضر.
من بين الهياكل الثلاثة، تعتبر مرحلة الروتيل هي الأكثر استقرارًا. سوف تتحول مرحلة Anatase بشكل لا رجعة فيه إلى مرحلة الروتيل فوق 900 درجة مئوية، في حين أن مرحلة البروكيت سوف تتحول بشكل لا رجعة فيه إلى مرحلة الروتيل فوق 650 درجة مئوية.
(1) مرحلة الروتيل ثاني أكسيد التيتانيوم
في ثاني أكسيد التيتانيوم في مرحلة الروتيل، توجد ذرات Ti في وسط الشبكة البلورية، وتقع ست ذرات أكسجين في زوايا المجسم الثماني للأكسجين والتيتانيوم. يرتبط كل مجسم ثماني بعشرة مجسمات مجسمة محيطة (بما في ذلك ثمانية رؤوس مشتركة وحافتين مشتركتين)، ويشكل جزيئين TiO2 خلية وحدة.
رسم تخطيطي للخلية البلورية من ثاني أكسيد التيتانيوم في مرحلة الروتيل (يسار)
طريقة اتصال المجسم الثماني أكسيد التيتانيوم (يمين)
(2) المرحلة أناتاز ثاني أكسيد التيتانيوم
في مرحلة الأناتاز ثاني أكسيد التيتانيوم، يرتبط كل مجسم ثماني من التيتانيوم والأكسجين بـ 8 مجسمات مجسمة محيطة (4 حواف مشتركة و4 رؤوس مشتركة)، وتشكل 4 جزيئات TiO2 خلية وحدة.
رسم تخطيطي للخلية البلورية من ثاني أكسيد التيتانيوم في مرحلة الروتيل (يسار)
طريقة اتصال المجسم الثماني أكسيد التيتانيوم (يمين)
Ⅲ.طرق تحضير ثاني أكسيد التيتانيوم:
تتضمن عملية إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم بشكل أساسي عملية حمض الكبريتيك وعملية الكلورة.
(1) عملية حامض الكبريتيك
تتضمن عملية حامض الكبريتيك لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم تفاعل التحلل الحمضي لمسحوق حديد التيتانيوم مع حمض الكبريتيك المركز لإنتاج كبريتات التيتانيوم، والتي يتم بعد ذلك تحللها لإنتاج حمض الميتاتيتانيك. بعد التكليس والسحق، يتم الحصول على منتجات ثاني أكسيد التيتانيوم. يمكن لهذه الطريقة إنتاج الأناتاز وثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل.
(2) عملية الكلورة
تتضمن عملية الكلورة لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم خلط مسحوق الروتيل أو خبث التيتانيوم العالي مع فحم الكوك ثم إجراء الكلورة بدرجة حرارة عالية لإنتاج رابع كلوريد التيتانيوم. بعد الأكسدة بدرجة حرارة عالية، يتم الحصول على منتج ثاني أكسيد التيتانيوم من خلال الترشيح، وغسل المياه، والتجفيف، والسحق. لا يمكن لعملية الكلورة لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم سوى إنتاج منتجات الروتيل.
كيفية التمييز بين صحة ثاني أكسيد التيتانيوم؟
أولاً: الطرق الفيزيائية:
(1)إن أبسط طريقة هي مقارنة الملمس عن طريق اللمس. يبدو ثاني أكسيد التيتانيوم المزيف أكثر سلاسة، بينما يكون ثاني أكسيد التيتانيوم الأصلي أكثر خشونة.
(2)من خلال الشطف بالماء، إذا وضعت بعض ثاني أكسيد التيتانيوم على يدك، فمن السهل غسل اليد المزيفة، بينما ليس من السهل غسل اليد الأصلية.
(3)خذ كوبًا من الماء النظيف وأسقط ثاني أكسيد التيتانيوم فيه. الذي يطفو على السطح أصلي، أما الذي يستقر في القاع فهو مزيف (قد لا تصلح هذه الطريقة مع المنتجات المفعلة أو المعدلة).
(4)التحقق من قابليته للذوبان في الماء. بشكل عام، ثاني أكسيد التيتانيوم قابل للذوبان في الماء (باستثناء ثاني أكسيد التيتانيوم المصمم خصيصًا للمواد البلاستيكية والأحبار وبعض ثاني أكسيد التيتانيوم الاصطناعي، الذي لا يذوب في الماء).
ثانيا. الطرق الكيميائية:
(1) إذا أضيف مسحوق الكالسيوم: فإن إضافة حمض الهيدروكلوريك يسبب تفاعلاً قوياً مع صوت صرير، يصاحبه إنتاج عدد كبير من الفقاعات (لأن كربونات الكالسيوم تتفاعل مع الحمض لإنتاج ثاني أكسيد الكربون).
(2) إذا تمت إضافة الليثوبون: فإن إضافة حمض الكبريتيك المخفف أو حمض الهيدروكلوريك سينتج عنه رائحة البيض الفاسد.
(3) إذا كانت العينة كارهة للماء، فإن إضافة حمض الهيدروكلوريك لن يسبب أي تفاعل. ومع ذلك، بعد ترطيبها بالإيثانول ثم إضافة حمض الهيدروكلوريك، إذا تم إنتاج فقاعات، فهذا يثبت أن العينة تحتوي على مسحوق كربونات الكالسيوم المطلي.
ثالثا. هناك أيضًا طريقتان جيدتان أخريان:
(1) باستخدام نفس الصيغة PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0.5% مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم، كلما انخفضت قوة المادة الناتجة، كلما كان ثاني أكسيد التيتانيوم (الروتيل) أكثر أصالة.
(2) حدد راتنجًا شفافًا، مثل ABS الشفاف مع إضافة مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم بنسبة 0.5%. قياس نفاذية الضوء. كلما انخفضت نفاذية الضوء، كلما كان مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم أكثر أصالة.
وقت النشر: 31 مايو 2024
