Применение диоксида титана

Диоксид титана является одним из важнейших неорганических материалов, уникальные свойства которого определяют технический прогресс во многих секторах мировой экономики. Мировые мощности по производству диоксида титана на конец 2008 г. составили 5,46 млн. т. Мировое потребление в 2008 оценивается в 4,73 млн. т. По данным компаний TZMI и Iluka, в 2006-2008 годы 53-60% мирового потребления диоксида титана приходилось на лакокрасочную промышленность, 22-24% - производство пластмасс, 8-10% - производство бумаги.

Физико-химические свойства. Чистый диоксид титана – бесцветные кристаллы, которые желтеют при нагревании, но обесцвечиваются после охлаждения. Известен в виде нескольких модификаций. Кроме рутила (кубическая сингония), анатаза (тетрагональная сингония) и брукита (ромбическая сингония), получены две модификации высокого давления: ромбическая IV и гексагональная V. Брукит при всех условиях метастабилен. При нагревании анатаз и брукит необратимо превращаются в рутил соответственно при 400-1000°С и ~750°С. Как в рутиле, так и в анатазе каждый атом Ti находится в центре октаэдра и окружен 6 атомами кислорода. Октаэдры расположены таким образом, что каждый ион кислорода принадлежит трём октаэдрам. В анатазе на 1 октаэдр приходятся 4 общих ребра, в рутиле – 2. Вследствие более плотной упаковки ионов в кристалле рутила увеличивается их взаимное притяжение, снижается фотохимическая активность, увеличиваются твёрдость (абразивность), показатель преломления (2,55 – у анатаза и 2,7 – у рутила), диэлектрическая постоянная.

Диоксид титана не растворяется в воде и разбавленных минеральных кислотах (кроме плавиковой) и разбавленных растворах щелочей.

С пероксидом водорода образует ортотитановую кислоту H4TiO4:
TiO2 + 2H2O2 = H4TiO4

Медленно растворяется в концентрированной серной кислоте:
TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O

В концентрированных растворах щелочей:
TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3+ H2O

В насыщенном растворе гидрокарбоната калия:
TiO2 + 2KHCO3 = K2TiO3 + H2O + 2CO2

При нагревании диоксид титана с аммиаком образует нитрид титана
2TiO2 + 2NH32TiN + 3H2O + O2

При сплавлении с оксидами, гидроксидами и карбонатами образуются титанаты и двойные оксиды:
TiO2 + BaO = BaOxTiO2(BaTiO3)
TiO2 + BaCO3 = BaOxTiO2 + CO2(BaTiO3)
TiO2 + Ba(OH)2 = BaOxTiO2(BaTiO3)

Водородом, углеродом и активными металлами (Mg, Ca, Na) диоксид титана при нагревании восстанавливается до низших оксидов, а с хлором при нагревании в присутствии восстановителей (углерода) образует тетрахлорид титана.

Гидроксид TiO2xnH2O в зависимости от условий его осаждения может содержать переменное число связанных с титаном ОН-групп. Полученный при невысоких температурах TiO2xnH2O (альфа-форма) хорошо растворяется в разбавленных минеральных и сильных органических кислотах, но практически не растворяется в растворах щелочей, легко пептизируется с образованием устойчивых коллоидных растворов. После сушки на воздухе образует белый порошок плотностью 2,6 г/см3, приближающийся по составу к формуле TiO2x2H2O (метатитановая кислота).

Диоксид титана широко применяется в качестве белого пигмента в лакокрасочной промышленности, в целлюлозно-бумажной промышленности, в производстве синтетических волокон, пластмасс, резиновых изделий, в производстве керамических диэлектриков, термостойкого и оптического стекла, белой эмали, в качестве компонента обмазки электродов для электросварки и покрытий литейных форм.

© tio2.ru 2002–2015