納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用干燥的(de)氧氣(qi)在923K-1023K進(jin)行氣(qi)相氧化(hua)：

TiCl4+O2=TiO2+2Cl2

納米二氧化鈦的制備方法——硫酸法

首先用磨(mo)細的鈦鐵礦和硫酸(suan)（濃度(du)(du)≥80%，溫度(du)(du)343K-353K）在(zai)不斷通入空氣并且攪拌的條件(jian)下(xia)反應，制得可溶性硫酸(suan)鹽(yan)：

FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

由于這(zhe)一反(fan)應是放(fang)熱(re)的(de)，反(fan)應劇(ju)烈時溫度可達473K。

制(zhi)取(qu)二氧化鈦時，關鍵點(dian)一(yi)步是使(shi)鈦液水解

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦液的(de)濃(nong)度(du)(du)(du)、酸度(du)(du)(du)‘溫(wen)度(du)(du)(du)都會影響水解反(fan)應(ying)的(de)進行，濃(nong)度(du)(du)(du)越(yue)小，酸度(du)(du)(du)越(yue)小，溫(wen)度(du)(du)(du)越(yue)高，反(fan)應(ying)越(yue)容易(yi)發(fa)生(sheng)。為(wei)了升高溫(wen)度(du)(du)(du)，反(fan)應(ying)常(chang)常(chang)在加(jia)壓的(de)情況(kuang)下進行，這(zhe)樣(yang)也可以使沉淀顆粒比較(jiao)緊密，讓產品有更(geng)好的(de)物理性能(neng)。

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制取二氧化鈦時鈦含量的測定

測定(ding)(ding)時首先往鈦液中加(jia)鋁片，把(ba)Ti（IV）還原(yuan)為Ti3+，Ti3+的(de)還原(yuan)能力比Sn2+強，它可以還原(yuan)Fe3+。因(yin)此測定(ding)(ding)時用(yong)KSCN做指示劑，用(yong)標準Fe3+溶液滴(di)定(ding)(ding)Ti3+的(de)含量。滴(di)定(ding)(ding)時，Fe3+離子稍微一過量，就生成血紅色[FeSCN]2+，此時到達(da)滴(di)定(ding)(ding)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(you)墨、塑料(liao)、橡膠、造紙(zhi)、化纖、水彩顏料(liao)等行業。

二氧化鈦(tai)是世界上最白的(de)東(dong)西，1克二氧化鈦(tai)可以把450多平方厘米的(de)面(mian)積涂

得雪(xue)白(bai)。它比常(chang)用(yong)(yong)的白(bai)顏(yan)(yan)料一(yi)—鋅鋇(bei)白(bai)還要(yao)白(bai)5倍(bei)，因(yin)此是調(diao)制白(bai)油漆(qi)的最好顏(yan)(yan)料。世界(jie)上用(yong)(yong)作顏(yan)(yan)料的二(er)氧化(hua)(hua)鈦(tai)，一(yi)年(nian)多(duo)到幾十萬噸。二(er)氧化(hua)(hua)鈦(tai)可(ke)以加在紙(zhi)(zhi)里，使紙(zhi)(zhi)變白(bai)并且不透明，效果比其他物質大10倍(bei)，因(yin)此，鈔票紙(zhi)(zhi)和美(mei)術(shu)品用(yong)(yong)紙(zhi)(zhi)就要(yao)加二(er)氧化(hua)(hua)鈦(tai)。

為了使塑料(liao)的顏(yan)色變(bian)淺，使人造絲光澤(ze)柔和，有時也(ye)要添加二氧(yang)化鈦。

在橡膠(jiao)工業(ye)上，二氧(yang)化鈦還被用作為(wei)白色橡膠(jiao)的填(tian)料。

半(ban)導體二氧化(hua)鈦的(de)光化(hua)學(xue)性能已使其可用于許多領域，如(ru)空(kong)氣、水和流體的(de)凈化(hua)。以碳或(huo)其他雜原(yuan)子摻雜的(de)光催化(hua)劑也可用于具有散射(she)光源的(de)密封空(kong)間(jian)或(huo)區域。用于建筑、人(ren)行石板(ban)、混凝土墻或(huo)屋頂瓦上的(de)涂料中(zhong)時，它們可以明顯增加對空(kong)氣中(zhong)污染物如(ru)氮氧化(hua)物、芳烴和醛類的(de)分解。

此外還(huan)廣泛應用(yong)于生產(chan)防曬(shai)霜，無毒(du)性，對人體無害(hai)。

超(chao)細二氧化(hua)鈦(tai)具有(you)優異(yi)紫外(wai)光(guang)(guang)屏(ping)蔽性和透明(ming)性。被廣泛用在化(hua)妝品、木器(qi)保護、食品包(bao)裝塑料(liao)、耐久(jiu)性家用薄膜(mo)、人造纖維和天然(ran)纖維、透明(ming)涂料(liao)中(zhong)。在金屬(shu)閃光(guang)(guang)涂料(liao)中(zhong)的特殊光(guang)(guang)學效應，使之在高(gao)級轎車漆(qi)中(zhong)得(de)到(dao)重視和應用。

二氧化鈦的應用——食品應用

美國食(shi)品(pin)藥品(pin)管(guan)理(li)局規定(ding)二(er)氧化鈦可(ke)以作為(wei)所有的食(shi)品(pin)白色(se)素(su)，最大的使(shi)用(yong)量為(wei)1g/kg Sec.73.575二(er)氧化鈦。色(se)素(su)添加劑二(er)氧化鈦可(ke)以安(an)全用(yong)于(yu)一般(ban)著(zhu)色(se)食(shi)品(pin)中，服從下列規定(ding)：

（1）二氧化鈦的數量(liang)(liang)不(bu)超過食物重量(liang)(liang)的1%。

（2）按照法令的(de)(de)401條所(suo)公(gong)布的(de)(de)特殊標(biao)準，不得(de)使(shi)用的(de)(de)著色食品，除非有類(lei)似(si)的(de)(de)標(biao)準允許添加色素(su)。

（3）對于著色(se)(se)食(shi)品，食(shi)用的(de)色(se)(se)素添(tian)加(jia)劑二氧化鈦可以含(han)有適(shi)當的(de)稀(xi)釋劑，作為(wei)安全的(de)色(se)(se)素添(tian)加(jia)劑，如下：二氧化硅，作為(wei)分散(san)助劑，含(han)量不超過2%。

產品(pin)(pin)(pin)適應：涼(liang)果類(lei)、果凍、油(you)炸食(shi)(shi)品(pin)(pin)(pin)、可(ke)可(ke)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)(pin)、巧克力、巧克力制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)(pin)、硬制(zhi)(zhi)糖(tang)果、拋(pao)光糖(tang)果、膠基(ji)糖(tang)果、膨化(hua)食(shi)(shi)品(pin)(pin)(pin)、糖(tang)果巧克力制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)(pin)包(bao)衣、蛋黃醬、沙(sha)拉(la)醬、果醬、固(gu)體飲料、魔芋凝膠食(shi)(shi)品(pin)(pin)(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(guang)涂(tu)料顏料的催化劑(ji)，不僅是一種環境安全(quan)的清潔劑(ji)，而(er)且(qie)可(ke)以起到節省能量(liang)還有(you)保護環境資(zi)源(yuan)的作(zuo)用(yong)。

早(zao)期日本和英(ying)國的(de)(de)(de)科學家將二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦涂覆(fu)在(zai)(zai)城市馬路(lu)的(de)(de)(de)鋪路(lu)石表面(mian)(mian)，用以清(qing)洗路(lu)面(mian)(mian)空氣(qi)。二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦可以與瀝(li)(li)青混(hun)合(he)，減少(shao)空氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)污染(ran)物。當汽車(che)經過時(shi)，含二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦的(de)(de)(de)混(hun)凝土(tu)或(huo)瀝(li)(li)青可以凈化(hua)(hua)(hua)空氣(qi)，消除車(che)輛排放物中(zhong)(zhong)25%到45%的(de)(de)(de)氮氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物。將二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦涂覆(fu)在(zai)(zai)混(hun)凝土(tu)面(mian)(mian)上，其清(qing)洗空氣(qi)的(de)(de)(de)效果同樣顯(xian)著。

給地球降溫

2012年5月(yue)，英國(guo)科學(xue)家(jia)提出了(le)一個大膽設想，他們(men)認為(wei)可通過(guo)向平流(liu)層噴灑足(zu)夠的(de)二氧化鈦來(lai)反射太(tai)陽光，從而達到為(wei)地球降溫的(de)目的(de)，這么(me)做能夠有效抵消因全球變暖而導(dao)致的(de)各種不利氣候因素(su)。

由(you)于二氧(yang)化(hua)(hua)鈦能夠(gou)(gou)有效反(fan)射太陽光的直射，并且其性(xing)質穩定，具有良(liang)好的遮蓋能力，如若(ruo)噴灑在平流層(ceng)能夠(gou)(gou)長期發揮(hui)作用。英國(guo)科學家提(ti)出，可利用高空氣球(qiu)將這一化(hua)(hua)學物質帶入到(dao)平流層(ceng)，然(ran)后進行釋放，一旦二氧(yang)化(hua)(hua)鈦均(jun)勻分(fen)布在地(di)球(qiu)平流層(ceng)之后，能夠(gou)(gou)有效反(fan)射太陽光，從而為(wei)地(di)球(qiu)降(jiang)溫。

英國(guo)咨詢公司(si)戴維(wei)森(sen)科技的(de)(de)總裁(cai)、化學(xue)工程學(xue)家彼(bi)得·戴維(wei)森(sen)是這(zhe)個項目(mu)的(de)(de)負責人(ren)，他(ta)介(jie)紹稱，只需要往地(di)(di)球(qiu)平流層(ceng)運送300萬噸的(de)(de)二氧化鈦(tai)，就能夠(gou)在地(di)(di)球(qiu)平流層(ceng)形(xing)成一層(ceng)厚度為1毫米的(de)(de)保(bao)護(hu)層(ceng)，而它能夠(gou)起到(dao)的(de)(de)作(zuo)用卻(que)是巨(ju)大(da)的(de)(de)-足夠(gou)抵消兩倍當前大(da)氣中二氧化碳含量所導致的(de)(de)溫(wen)室(shi)效應(ying)。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由于紫外(wai)(wai)線對(dui)人體有很大的(de)危害性，發達國家近(jin)些年來比較重視防(fang)(fang)曬產品(pin)的(de)研究(jiu)(jiu)、開發，相繼推出了多(duo)種(zhong)多(duo)樣的(de)抗(kang)紫外(wai)(wai)纖(xian)維、塑料、薄膜、涂料，以及防(fang)(fang)曬膏(gao)霜、粉(fen)底(di)、口紅、摩絲(si)、焗(ju)油膏(gao)等防(fang)(fang)曬化(hua)妝品(pin)。我國近(jin)年來也加大了防(fang)(fang)曬化(hua)裝品(pin)的(de)研究(jiu)(jiu)和(he)生產。

但(dan)以往(wang)防曬(shai)劑(ji)(ji)多為(wei)(wei)二(er)苯甲(jia)酮類(lei)(lei)、鄰氨(an)基苯甲(jia)酮類(lei)(lei)、水楊酸(suan)(suan)酯類(lei)(lei)、對氨(an)基苯甲(jia)酸(suan)(suan)類(lei)(lei)、肉桂酸(suan)(suan)酯類(lei)(lei)等有(you)(you)(you)機化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)，因而(er)不(bu)穩定(ding)、壽(shou)命短，并(bing)且(qie)副作用(yong)較(jiao)(jiao)大，具有(you)(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)毒(du)性和刺(ci)激(ji)性，如果(guo)添加過量，會產生化(hua)(hua)(hua)學性過敏(min)，甚至可能(neng)(neng)導致(zhi)皮(pi)膚癌。而(er)納米二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)為(wei)(wei)無機成分，具有(you)(you)(you)優異(yi)的(de)化(hua)(hua)(hua)學穩定(ding)性、熱穩定(ding)性及非遷(qian)移性和較(jiao)(jiao)強的(de)消色(se)力(li)、遮蓋力(li)，較(jiao)(jiao)低(di)的(de)腐蝕性，良(liang)好的(de)易分散性，并(bing)且(qie)無毒(du)、無味、無刺(ci)激(ji)性，使用(yong)安全，還兼有(you)(you)(you)殺菌除臭(chou)的(de)作用(yong)。更為(wei)(wei)重要的(de)是，如前所述，納米二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)既能(neng)(neng)吸收紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)，又(you)能(neng)(neng)發射、散射紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)，因此抗(kang)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)的(de)能(neng)(neng)力(li)強，與同樣劑(ji)(ji)量的(de)有(you)(you)(you)機抗(kang)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)劑(ji)(ji)相比，它在紫(zi)(zi)外(wai)(wai)區的(de)吸收峰更高;而(er)且(qie)納米二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)對中(zhong)波(bo)(bo)區和長波(bo)(bo)區紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)均(jun)有(you)(you)(you)阻隔作用(yong)，不(bu)象有(you)(you)(you)機抗(kang)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)劑(ji)(ji)只是單一(yi)對中(zhong)波(bo)(bo)區或(huo)長波(bo)(bo)區紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)有(you)(you)(you)屏蔽作用(yong)。特別是由于其顆粒較(jiao)(jiao)細，制成品(pin)透(tou)明度高，能(neng)(neng)透(tou)過可見(jian)光(guang)，加入化(hua)(hua)(hua)妝品(pin)使用(yong)時皮(pi)膚白(bai)度自(zi)然(ran)，克服了有(you)(you)(you)的(de)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)或(huo)顏料級二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)不(bu)透(tou)明，使皮(pi)膚呈現不(bu)自(zi)然(ran)的(de)蒼白(bai)色(se)的(de)缺點。正(zheng)因為(wei)(wei)如此，納米二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)很快被廣泛重視并(bing)逐步取代一(yi)些(xie)有(you)(you)(you)機抗(kang)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)劑(ji)(ji)，成為(wei)(wei)當今防曬(shai)化(hua)(hua)(hua)妝品(pin)中(zhong)性能(neng)(neng)優越一(yi)種物(wu)(wu)(wu)理(li)屏蔽型抗(kang)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)劑(ji)(ji)。

隨(sui)著人們(men)生活(huo)水(shui)平的(de)提高(gao)和國(guo)際競爭的(de)加(jia)劇，安(an)全(quan)、高(gao)效防曬型化妝(zhuang)(zhuang)品(pin)(pin)(pin)的(de)研(yan)究、開(kai)發力度將逐步(bu)加(jia)大(da)。目(mu)前(qian)，發達(da)國(guo)家的(de)防曬型化妝(zhuang)(zhuang)品(pin)(pin)(pin)市場已顯現出強大(da)的(de)生命力。1999-2000年，美國(guo)的(de)年銷(xiao)售額已分別達(da)7.37、7.65億美元(yuan)，英國(guo)達(da)2.45、2.70億美元(yuan)，而(er)且近年來分別以20%、10%以上的(de)速度增長，其(qi)中納(na)米(mi)二(er)氧化鈦的(de)用量也逐年大(da)幅度增長。日本抗(kang)紫外化妝(zhuang)(zhuang)品(pin)(pin)(pin)中納(na)米(mi)二(er)氧化鈦的(de)年需求量在(zai)1000t以上，紡織(zhi)、塑料、橡膠(jiao)制品(pin)(pin)(pin)中的(de)用量更(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曬(shai)(shai)劑，二(er)是(shi)仿(fang)生防曬(shai)(shai)。后(hou)者(zhe)成本較(jiao)大，目前(qian)難(nan)以(yi)推廣，前(qian)者(zhe)價格適(shi)中，且防曬(shai)(shai)性(xing)能優越，因(yin)而被普遍(bian)看好(hao)。尤其是(shi)納(na)米二(er)氧化鈦，由(you)于具有較(jiao)為優越的性(xing)能和(he)應用前(qian)景，因(yin)而發(fa)展(zhan)勢頭和(he)市場潛力較(jiao)好(hao)。