納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用干(gan)燥的氧氣在(zai)923K-1023K進行氣相氧化：

TiCl4+O2=TiO2+2Cl2

納米二氧化鈦的制備方法——硫酸法

首先用磨細的鈦鐵(tie)礦和硫酸(suan)（濃度(du)≥80%，溫度(du)343K-353K）在(zai)不斷(duan)通入空氣并且攪拌的條件下反應，制得可溶性硫酸(suan)鹽：

FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

由于這一反(fan)應是放(fang)熱的，反(fan)應劇烈時溫度可達473K。

制取二氧化鈦(tai)(tai)時，關鍵點一步是(shi)使鈦(tai)(tai)液水(shui)解

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦液的(de)濃度(du)、酸(suan)度(du)‘溫(wen)度(du)都會(hui)影響水解反(fan)應的(de)進行，濃度(du)越小(xiao)，酸(suan)度(du)越小(xiao)，溫(wen)度(du)越高(gao)，反(fan)應越容(rong)易發生(sheng)。為(wei)了(le)升高(gao)溫(wen)度(du)，反(fan)應常(chang)常(chang)在(zai)加壓的(de)情況(kuang)下進行，這樣也可以使沉淀(dian)顆粒比(bi)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)時首先往(wang)鈦液(ye)中加鋁片，把Ti（IV）還(huan)原(yuan)為Ti3+，Ti3+的(de)(de)還(huan)原(yuan)能力(li)比Sn2+強，它(ta)可以還(huan)原(yuan)Fe3+。因此測定(ding)(ding)時用KSCN做指示劑，用標準Fe3+溶液(ye)滴(di)定(ding)(ding)Ti3+的(de)(de)含(han)量。滴(di)定(ding)(ding)時，Fe3+離(li)子稍微一過量，就生成血紅色[FeSCN]2+，此時到達滴(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、油墨(mo)、塑料(liao)、橡(xiang)膠、造紙、化纖、水彩顏(yan)料(liao)等行業(ye)。

二氧化(hua)鈦(tai)是世界上最白的東西，1克(ke)二氧化(hua)鈦(tai)可以把450多平方(fang)厘米的面(mian)積涂

得雪白(bai)。它比常用(yong)的白(bai)顏(yan)料一—鋅鋇白(bai)還要(yao)(yao)白(bai)5倍(bei)，因此(ci)是調制白(bai)油漆的最(zui)好顏(yan)料。世界上(shang)用(yong)作顏(yan)料的二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)，一年多到幾十萬(wan)噸(dun)。二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)可(ke)以(yi)加在紙(zhi)里(li)，使紙(zhi)變白(bai)并且不透明，效果比其他(ta)物質大10倍(bei)，因此(ci)，鈔票紙(zhi)和美術品用(yong)紙(zhi)就要(yao)(yao)加二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)。

為了使(shi)塑料(liao)的顏(yan)色變淺，使(shi)人造絲光澤柔(rou)和，有時(shi)也要(yao)添加二氧化鈦(tai)。

在橡膠工業上(shang)，二(er)氧化鈦還被(bei)用(yong)作為(wei)白色橡膠的填(tian)料。

半導(dao)體(ti)二(er)氧化(hua)鈦的光(guang)化(hua)學(xue)性(xing)能已使其可用(yong)(yong)于許多(duo)領域(yu)，如空(kong)(kong)氣、水和(he)流體(ti)的凈化(hua)。以碳或(huo)其他雜(za)原子摻雜(za)的光(guang)催(cui)化(hua)劑也(ye)可用(yong)(yong)于具有散射光(guang)源(yuan)的密(mi)封空(kong)(kong)間或(huo)區(qu)域(yu)。用(yong)(yong)于建筑、人(ren)行石板、混(hun)凝土墻或(huo)屋(wu)頂瓦上的涂(tu)料中時，它(ta)們(men)可以明顯增加對空(kong)(kong)氣中污染物如氮氧化(hua)物、芳烴和(he)醛類的分解。

此(ci)外還(huan)廣(guang)泛應用于生產防(fang)曬霜，無毒性，對(dui)人體無害。

超細(xi)二(er)氧化鈦具有優(you)異紫外(wai)光屏蔽(bi)性和透明(ming)性。被廣泛用在化妝品、木器保(bao)護、食品包裝塑(su)料、耐久性家用薄膜(mo)、人造纖(xian)維(wei)和天然(ran)纖(xian)維(wei)、透明(ming)涂料中(zhong)。在金屬閃光涂料中(zhong)的(de)特(te)殊光學效應(ying)，使之在高(gao)級轎車(che)漆中(zhong)得到重視和應(ying)用。

二氧化鈦的應用——食品應用

美國食品(pin)(pin)藥品(pin)(pin)管理局規(gui)定(ding)二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)可以作(zuo)為(wei)所有的(de)食品(pin)(pin)白色(se)(se)素(su)，最大的(de)使用量(liang)為(wei)1g/kg Sec.73.575二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)。色(se)(se)素(su)添(tian)加劑二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)可以安全用于一般著色(se)(se)食品(pin)(pin)中，服從下(xia)列規(gui)定(ding)：

（1）二氧(yang)化鈦的數(shu)量不超過食(shi)物重量的1%。

（2）按照法令的(de)401條所公布(bu)的(de)特殊(shu)標準，不(bu)得使用的(de)著色(se)食(shi)品，除非有類似的(de)標準允許添(tian)加色(se)素(su)。

（3）對于著色(se)食品，食用的(de)(de)(de)色(se)素添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)二氧化鈦可以含(han)有適(shi)當的(de)(de)(de)稀釋劑(ji)，作為(wei)安全的(de)(de)(de)色(se)素添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)，如(ru)下：二氧化硅(gui)，作為(wei)分散(san)助劑(ji)，含(han)量不超過(guo)2%。

產品(pin)適應：涼(liang)果(guo)類、果(guo)凍、油炸(zha)食(shi)品(pin)、可可制品(pin)、巧克力、巧克力制品(pin)、硬制糖果(guo)、拋光糖果(guo)、膠(jiao)基糖果(guo)、膨化食(shi)品(pin)、糖果(guo)巧克力制品(pin)包衣(yi)、蛋黃醬、沙拉醬、果(guo)醬、固體飲料、魔芋凝膠(jiao)食(shi)品(pin)等。

二氧化鈦的應用——環境保護

凈化空氣

二氧(yang)化(hua)鈦，作(zuo)為光涂(tu)料顏料的催化(hua)劑，不僅是一種環境(jing)安全(quan)的清潔劑，而(er)且可(ke)以起到節省(sheng)能量還有保護環境(jing)資源的作(zuo)用。

早期日本(ben)和(he)英國的科學家將二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)(tai)(tai)涂覆(fu)在(zai)城市馬路的鋪路石表面，用(yong)以(yi)清(qing)洗路面空(kong)(kong)氣。二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)(tai)(tai)可(ke)以(yi)與瀝青混(hun)合，減少(shao)空(kong)(kong)氣中(zhong)的污染物。當汽車經過時，含二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)(tai)(tai)的混(hun)凝(ning)土或(huo)瀝青可(ke)以(yi)凈化空(kong)(kong)氣，消除車輛(liang)排放物中(zhong)25%到45%的氮氧(yang)化物。將二(er)(er)氧(yang)化鈦(tai)(tai)(tai)涂覆(fu)在(zai)混(hun)凝(ning)土面上，其清(qing)洗空(kong)(kong)氣的效果同樣(yang)顯著。

給地球降溫

2012年5月，英國科學(xue)家提出了一個大膽設(she)想，他(ta)們認(ren)為可通過向平(ping)流(liu)層噴灑足夠的(de)二氧(yang)化鈦(tai)來反(fan)射太陽光(guang)，從而達到為地球降溫的(de)目的(de)，這(zhe)么做(zuo)能(neng)夠有效抵消因(yin)全球變(bian)暖而導致(zhi)的(de)各種(zhong)不利氣候因(yin)素。

由于(yu)二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)能(neng)夠有(you)(you)效(xiao)反射(she)(she)太陽光(guang)的(de)直射(she)(she)，并且其性質穩定，具有(you)(you)良好的(de)遮蓋能(neng)力，如若(ruo)噴灑在(zai)平流(liu)層能(neng)夠長期(qi)發揮作用。英國科學家提出，可利用高空(kong)氣球將(jiang)這一化(hua)學物質帶(dai)入(ru)到平流(liu)層，然后進(jin)行釋放，一旦二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)均勻分布在(zai)地(di)球平流(liu)層之后，能(neng)夠有(you)(you)效(xiao)反射(she)(she)太陽光(guang)，從而(er)為地(di)球降溫。

英國咨詢公司(si)戴維森科(ke)技(ji)的(de)總裁(cai)、化學(xue)工程學(xue)家彼(bi)得·戴維森是這個項目的(de)負責(ze)人，他介紹稱，只需(xu)要往地(di)球平流層運(yun)送(song)300萬噸的(de)二氧化鈦，就(jiu)能夠在地(di)球平流層形成(cheng)一(yi)層厚度為1毫(hao)米的(de)保護層，而(er)它能夠起到的(de)作用卻是巨大(da)(da)的(de)-足夠抵消兩倍當(dang)前(qian)大(da)(da)氣中二氧化碳含(han)量所導致的(de)溫室效(xiao)應。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由(you)于(yu)紫外線對(dui)人體有很大(da)的危害性，發達(da)國家近些年(nian)來比較重視防(fang)曬產(chan)品的研究、開發，相(xiang)繼(ji)推出了多種多樣的抗紫外纖維、塑料、薄膜、涂料，以(yi)及防(fang)曬膏(gao)霜(shuang)、粉(fen)底、口紅、摩(mo)絲(si)、焗油膏(gao)等防(fang)曬化妝品。我國近年(nian)來也(ye)加(jia)大(da)了防(fang)曬化裝品的研究和生產(chan)。

但以往(wang)防曬劑(ji)(ji)多為(wei)二苯(ben)甲(jia)(jia)酮類(lei)(lei)、鄰氨基苯(ben)甲(jia)(jia)酮類(lei)(lei)、水楊(yang)酸(suan)酯(zhi)類(lei)(lei)、對(dui)氨基苯(ben)甲(jia)(jia)酸(suan)類(lei)(lei)、肉(rou)桂酸(suan)酯(zhi)類(lei)(lei)等(deng)有(you)機(ji)(ji)化(hua)(hua)合(he)物，因(yin)而(er)不(bu)穩定、壽命短，并(bing)且(qie)副作(zuo)用(yong)較(jiao)大，具(ju)有(you)一定的(de)毒(du)性(xing)(xing)和(he)刺激性(xing)(xing)，如(ru)(ru)果(guo)添加(jia)過(guo)(guo)(guo)量，會產生化(hua)(hua)學性(xing)(xing)過(guo)(guo)(guo)敏，甚(shen)至(zhi)可(ke)能(neng)(neng)導致皮(pi)膚癌。而(er)納米二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)為(wei)無(wu)機(ji)(ji)成分，具(ju)有(you)優異的(de)化(hua)(hua)學穩定性(xing)(xing)、熱(re)穩定性(xing)(xing)及(ji)非遷移性(xing)(xing)和(he)較(jiao)強的(de)消色(se)力(li)(li)(li)、遮蓋力(li)(li)(li)，較(jiao)低的(de)腐(fu)蝕性(xing)(xing)，良好的(de)易分散性(xing)(xing)，并(bing)且(qie)無(wu)毒(du)、無(wu)味(wei)、無(wu)刺激性(xing)(xing)，使用(yong)安全，還兼有(you)殺菌(jun)除臭的(de)作(zuo)用(yong)。更為(wei)重要(yao)的(de)是(shi)，如(ru)(ru)前所述，納米二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)既能(neng)(neng)吸(xi)(xi)收(shou)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)，又(you)能(neng)(neng)發射、散射紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)，因(yin)此抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)的(de)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)強，與同樣劑(ji)(ji)量的(de)有(you)機(ji)(ji)抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)劑(ji)(ji)相比，它在紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)區的(de)吸(xi)(xi)收(shou)峰(feng)更高;而(er)且(qie)納米二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)對(dui)中(zhong)波(bo)區和(he)長(chang)(chang)波(bo)區紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)均有(you)阻隔作(zuo)用(yong)，不(bu)象有(you)機(ji)(ji)抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)劑(ji)(ji)只(zhi)是(shi)單一對(dui)中(zhong)波(bo)區或(huo)長(chang)(chang)波(bo)區紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)有(you)屏蔽作(zuo)用(yong)。特別是(shi)由于其顆粒較(jiao)細，制(zhi)成品透(tou)明(ming)度高，能(neng)(neng)透(tou)過(guo)(guo)(guo)可(ke)見(jian)光，加(jia)入(ru)化(hua)(hua)妝(zhuang)品使用(yong)時(shi)皮(pi)膚白度自(zi)然(ran)，克服了有(you)的(de)有(you)機(ji)(ji)物或(huo)顏料(liao)級二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)不(bu)透(tou)明(ming)，使皮(pi)膚呈現不(bu)自(zi)然(ran)的(de)蒼白色(se)的(de)缺點。正(zheng)因(yin)為(wei)如(ru)(ru)此，納米二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)很快被廣泛重視并(bing)逐步(bu)取代一些有(you)機(ji)(ji)抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)劑(ji)(ji)，成為(wei)當今防曬化(hua)(hua)妝(zhuang)品中(zhong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)優越一種物理(li)屏蔽型抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)劑(ji)(ji)。

隨著人們生(sheng)活(huo)水平的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高和國際競爭(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)劇，安全、高效防(fang)曬型化(hua)妝品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)、開發力度(du)(du)將逐步(bu)加(jia)大(da)。目前，發達(da)(da)國家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)曬型化(hua)妝品(pin)市場已(yi)顯(xian)現(xian)出強大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)命力。1999-2000年(nian)(nian)(nian)(nian)，美(mei)國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)銷(xiao)售額已(yi)分(fen)別達(da)(da)7.37、7.65億美(mei)元，英國達(da)(da)2.45、2.70億美(mei)元，而且近年(nian)(nian)(nian)(nian)來分(fen)別以20%、10%以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)(du)增長(chang)，其中納米(mi)二氧化(hua)鈦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用量也(ye)逐年(nian)(nian)(nian)(nian)大(da)幅(fu)度(du)(du)增長(chang)。日本抗紫外化(hua)妝品(pin)中納米(mi)二氧化(hua)鈦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)需求量在1000t以上，紡(fang)織、塑料(liao)、橡膠制品(pin)中的(de)(de)(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)有機防曬(shai)劑，二是仿生防曬(shai)。后者成本(ben)較(jiao)(jiao)大，目(mu)前(qian)難以推廣，前(qian)者價格適中，且防曬(shai)性能優(you)越(yue)，因(yin)而被普遍看好(hao)。尤其是納(na)米二氧化鈦，由于具有較(jiao)(jiao)為(wei)優(you)越(yue)的性能和(he)應用前(qian)景，因(yin)而發展勢頭和(he)市場潛力較(jiao)(jiao)好(hao)。