納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用干(gan)燥(zao)的氧氣在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(de)(de)鈦鐵礦和(he)硫酸(suan)（濃度≥80%，溫度343K-353K）在不斷(duan)通入空氣并且攪(jiao)拌的(de)(de)條(tiao)件下(xia)反應(ying)，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(lie)時溫度可達473K。

制取二氧(yang)化(hua)鈦(tai)時(shi)，關(guan)鍵(jian)點一步是(shi)使(shi)鈦(tai)液水解

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦(tai)液的(de)濃度(du)、酸度(du)‘溫(wen)度(du)都會(hui)影響水解反應的(de)進行，濃度(du)越(yue)(yue)小(xiao)，酸度(du)越(yue)(yue)小(xiao)，溫(wen)度(du)越(yue)(yue)高，反應越(yue)(yue)容易發生。為了升(sheng)高溫(wen)度(du)，反應常(chang)常(chang)在(zai)加壓(ya)的(de)情況下進行，這樣也可以使沉淀顆粒比較緊(jin)密，讓產品(pin)有更好的(de)物理性(xing)能(neng)。

該圖片由注冊用戶"健康生活"提供，版權聲明反饋

制取二氧化鈦時鈦含量的測定

測定(ding)(ding)時(shi)(shi)首(shou)先往鈦液(ye)中加鋁(lv)片(pian)，把(ba)Ti（IV）還(huan)(huan)原(yuan)為Ti3+，Ti3+的(de)還(huan)(huan)原(yuan)能力比(bi)Sn2+強，它可以還(huan)(huan)原(yuan)Fe3+。因此測定(ding)(ding)時(shi)(shi)用KSCN做指示(shi)劑，用標準(zhun)Fe3+溶液(ye)滴(di)定(ding)(ding)Ti3+的(de)含(han)量。滴(di)定(ding)(ding)時(shi)(shi)，Fe3+離子稍微一過量，就生成血紅色(se)[FeSCN]2+，此時(shi)(shi)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、塑(su)料(liao)、橡膠、造紙、化纖、水彩顏料(liao)等行業(ye)。

二氧化鈦是世界上最白的東西，1克二氧化鈦可以把450多平方厘(li)米的面積涂

得雪白。它比常用(yong)的(de)(de)白顏(yan)料一—鋅鋇白還(huan)要白5倍，因此是調制(zhi)白油漆的(de)(de)最好顏(yan)料。世(shi)界上用(yong)作顏(yan)料的(de)(de)二(er)氧化鈦(tai)，一年(nian)多到幾十萬噸。二(er)氧化鈦(tai)可以加在紙(zhi)(zhi)里，使紙(zhi)(zhi)變白并(bing)且(qie)不(bu)透明，效果比其(qi)他物質大10倍，因此，鈔票紙(zhi)(zhi)和美術品用(yong)紙(zhi)(zhi)就要加二(er)氧化鈦(tai)。

為了使(shi)(shi)塑料的顏色變(bian)淺，使(shi)(shi)人造(zao)絲光澤柔和，有時也要添(tian)加(jia)二氧化鈦(tai)。

在橡(xiang)膠工業(ye)上，二氧(yang)化鈦還(huan)被用作為白(bai)色橡(xiang)膠的(de)填料(liao)。

半導體二氧化(hua)鈦的(de)(de)(de)光(guang)化(hua)學性能(neng)已(yi)使其可(ke)用(yong)于許多領(ling)域，如空(kong)(kong)氣(qi)、水和流體的(de)(de)(de)凈化(hua)。以碳或其他雜原(yuan)子摻雜的(de)(de)(de)光(guang)催化(hua)劑也可(ke)用(yong)于具有散(san)射光(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)密封空(kong)(kong)間或區域。用(yong)于建筑、人行石板、混凝土(tu)墻或屋(wu)頂瓦(wa)上的(de)(de)(de)涂(tu)料中(zhong)時(shi)，它(ta)們可(ke)以明顯增加對(dui)空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)污染物如氮氧化(hua)物、芳(fang)烴和醛類的(de)(de)(de)分(fen)解。

此外還廣(guang)泛應用于生產防(fang)曬霜，無(wu)毒(du)性(xing)，對人體無(wu)害。

超細二氧化鈦具有優異紫外光(guang)(guang)屏蔽性和透明性。被廣泛用在(zai)化妝品、木器保護、食(shi)品包裝塑料、耐久(jiu)性家用薄膜、人造(zao)纖維和天然纖維、透明涂料中(zhong)。在(zai)金屬閃光(guang)(guang)涂料中(zhong)的特殊光(guang)(guang)學效應，使之在(zai)高級轎車漆中(zhong)得到重(zhong)視(shi)和應用。

二氧化鈦的應用——食品應用

美國(guo)食品藥品管(guan)理局(ju)規定(ding)二(er)氧(yang)(yang)(yang)化鈦可以作為所有的食品白色(se)素(su)，最大的使用量為1g/kg Sec.73.575二(er)氧(yang)(yang)(yang)化鈦。色(se)素(su)添加劑二(er)氧(yang)(yang)(yang)化鈦可以安全用于(yu)一(yi)般(ban)著色(se)食品中，服從下列規定(ding)：

（1）二(er)氧化鈦的(de)數量不超過食(shi)物(wu)重量的(de)1%。

（2）按(an)照法令的(de)401條所公布(bu)的(de)特殊(shu)標準，不得(de)使用的(de)著色食品(pin)，除非有類似的(de)標準允(yun)許添加色素。

（3）對(dui)于著色食品，食用的(de)色素添(tian)加劑二氧化鈦可以含有(you)適當的(de)稀釋劑，作為安全的(de)色素添(tian)加劑，如下：二氧化硅(gui)，作為分(fen)散助劑，含量(liang)不(bu)超過2%。

產(chan)品(pin)適應：涼果(guo)(guo)類、果(guo)(guo)凍、油炸食(shi)品(pin)、可(ke)可(ke)制(zhi)(zhi)品(pin)、巧克力(li)(li)、巧克力(li)(li)制(zhi)(zhi)品(pin)、硬制(zhi)(zhi)糖果(guo)(guo)、拋光糖果(guo)(guo)、膠基糖果(guo)(guo)、膨化食(shi)品(pin)、糖果(guo)(guo)巧克力(li)(li)制(zhi)(zhi)品(pin)包衣、蛋(dan)黃醬(jiang)、沙拉醬(jiang)、果(guo)(guo)醬(jiang)、固體飲料(liao)、魔芋(yu)凝(ning)膠食(shi)品(pin)等。

二氧化鈦的應用——環境保護

凈化空氣

二氧化鈦，作為光(guang)涂(tu)料顏料的催(cui)化劑(ji)，不僅是一種環(huan)境安(an)全的清潔劑(ji)，而且可以起到節(jie)省能量還有保護環(huan)境資源的作用(yong)。

早期(qi)日本和英國的科(ke)學家將二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)涂(tu)覆在城市馬(ma)路(lu)的鋪(pu)路(lu)石表面(mian)，用以清洗(xi)路(lu)面(mian)空(kong)(kong)氣。二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)可以與瀝(li)青混(hun)合，減少空(kong)(kong)氣中的污染物。當汽車(che)經(jing)過時，含二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)的混(hun)凝土或瀝(li)青可以凈(jing)化(hua)(hua)(hua)空(kong)(kong)氣，消除(chu)車(che)輛(liang)排放物中25%到45%的氮氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物。將二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)涂(tu)覆在混(hun)凝土面(mian)上(shang)，其清洗(xi)空(kong)(kong)氣的效(xiao)果(guo)同樣顯著(zhu)。

給地球降溫

2012年5月，英國科學家提出了(le)一個大(da)膽設(she)想，他們認為(wei)可通過向平流層噴灑(sa)足夠(gou)的(de)(de)二氧化鈦來反射太陽光，從而達到為(wei)地球(qiu)降溫的(de)(de)目的(de)(de)，這么(me)做能夠(gou)有效抵消因全球(qiu)變暖而導致的(de)(de)各種不利氣候因素。

由于二(er)氧化鈦能(neng)夠(gou)有效反(fan)射(she)太(tai)陽光的(de)直(zhi)射(she)，并且其性質穩定，具有良好的(de)遮蓋(gai)能(neng)力，如(ru)若噴灑在(zai)(zai)平流(liu)層(ceng)能(neng)夠(gou)長期發(fa)揮作用(yong)。英國科學家提(ti)出，可利用(yong)高空(kong)氣球將(jiang)這一化學物質帶入(ru)到平流(liu)層(ceng)，然后進(jin)行釋放(fang)，一旦二(er)氧化鈦均(jun)勻分(fen)布在(zai)(zai)地(di)球平流(liu)層(ceng)之后，能(neng)夠(gou)有效反(fan)射(she)太(tai)陽光，從(cong)而為地(di)球降溫。

英國(guo)咨(zi)詢公司(si)戴維(wei)森科技的(de)(de)(de)總裁、化學工程學家彼得(de)·戴維(wei)森是這個項目的(de)(de)(de)負(fu)責(ze)人，他介紹(shao)稱，只需要往地球平流層(ceng)運送300萬噸的(de)(de)(de)二(er)氧化鈦，就能夠在(zai)地球平流層(ceng)形成(cheng)一(yi)層(ceng)厚度為1毫米的(de)(de)(de)保護層(ceng)，而它能夠起到的(de)(de)(de)作用卻是巨大(da)的(de)(de)(de)-足夠抵消(xiao)兩(liang)倍當(dang)前大(da)氣(qi)中(zhong)二(er)氧化碳含量所導致的(de)(de)(de)溫(wen)室效應(ying)。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由于紫(zi)外(wai)線對(dui)人體有很大的危害性，發(fa)(fa)達國(guo)家(jia)近些年來(lai)比較重視防(fang)曬產品的研究(jiu)(jiu)、開發(fa)(fa)，相繼推出了(le)多種(zhong)多樣的抗(kang)紫(zi)外(wai)纖維、塑料、薄膜、涂料，以及防(fang)曬膏霜(shuang)、粉(fen)底、口紅、摩絲、焗油膏等防(fang)曬化妝品。我國(guo)近年來(lai)也加(jia)大了(le)防(fang)曬化裝品的研究(jiu)(jiu)和生產。

但以往(wang)防曬劑(ji)(ji)多為(wei)(wei)(wei)二(er)苯甲酮類、鄰氨基(ji)苯甲酮類、水(shui)楊酸(suan)酯類、對氨基(ji)苯甲酸(suan)類、肉(rou)桂酸(suan)酯類等(deng)有(you)機(ji)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)，因而(er)不穩(wen)(wen)定、壽(shou)命短，并(bing)且(qie)(qie)副作用(yong)(yong)較(jiao)大，具(ju)有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)毒(du)性(xing)(xing)和(he)刺(ci)激性(xing)(xing)，如(ru)果添加過(guo)量，會產生(sheng)化(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)過(guo)敏，甚至(zhi)可能導致皮膚癌。而(er)納米(mi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)為(wei)(wei)(wei)無(wu)機(ji)成分，具(ju)有(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)、熱穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)及非遷移性(xing)(xing)和(he)較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)消(xiao)色(se)力(li)、遮蓋力(li)，較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)腐蝕性(xing)(xing)，良(liang)好的(de)(de)(de)(de)易分散性(xing)(xing)，并(bing)且(qie)(qie)無(wu)毒(du)、無(wu)味(wei)、無(wu)刺(ci)激性(xing)(xing)，使用(yong)(yong)安全(quan)，還兼有(you)殺菌除臭(chou)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)。更為(wei)(wei)(wei)重要的(de)(de)(de)(de)是，如(ru)前所(suo)述，納米(mi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)既能吸收(shou)(shou)紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)(xian)，又能發射、散射紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)(xian)，因此抗(kang)紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)能力(li)強，與同(tong)樣劑(ji)(ji)量的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)抗(kang)紫(zi)外(wai)劑(ji)(ji)相比，它在紫(zi)外(wai)區(qu)的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)(shou)峰更高;而(er)且(qie)(qie)納米(mi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)對中波(bo)區(qu)和(he)長波(bo)區(qu)紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)(xian)均有(you)阻隔(ge)作用(yong)(yong)，不象有(you)機(ji)抗(kang)紫(zi)外(wai)劑(ji)(ji)只是單一(yi)(yi)對中波(bo)區(qu)或長波(bo)區(qu)紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)(xian)有(you)屏蔽作用(yong)(yong)。特別是由于其顆粒(li)較(jiao)細(xi)，制成品(pin)透(tou)(tou)明度高，能透(tou)(tou)過(guo)可見光，加入化(hua)(hua)(hua)妝品(pin)使用(yong)(yong)時皮膚白度自(zi)然，克服了有(you)的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)或顏料(liao)級二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)不透(tou)(tou)明，使皮膚呈現(xian)不自(zi)然的(de)(de)(de)(de)蒼白色(se)的(de)(de)(de)(de)缺點(dian)。正因為(wei)(wei)(wei)如(ru)此，納米(mi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)很快被廣泛重視并(bing)逐步(bu)取代一(yi)(yi)些有(you)機(ji)抗(kang)紫(zi)外(wai)劑(ji)(ji)，成為(wei)(wei)(wei)當今防曬化(hua)(hua)(hua)妝品(pin)中性(xing)(xing)能優(you)越一(yi)(yi)種物(wu)理屏蔽型(xing)抗(kang)紫(zi)外(wai)劑(ji)(ji)。

隨(sui)著人們生活水平(ping)的提高和國際競爭的加(jia)劇，安全、高效(xiao)防(fang)曬型(xing)化(hua)妝品(pin)的研究、開發(fa)(fa)力度(du)(du)將逐步(bu)加(jia)大(da)(da)。目(mu)前(qian)，發(fa)(fa)達國家的防(fang)曬型(xing)化(hua)妝品(pin)市場已顯現出強大(da)(da)的生命力。1999-2000年(nian)(nian)，美(mei)國的年(nian)(nian)銷售額已分別達7.37、7.65億(yi)美(mei)元，英國達2.45、2.70億(yi)美(mei)元，而且近(jin)年(nian)(nian)來(lai)分別以20%、10%以上的速度(du)(du)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)，其中(zhong)納米二氧化(hua)鈦的用(yong)量(liang)也逐年(nian)(nian)大(da)(da)幅度(du)(du)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)。日本抗紫外化(hua)妝品(pin)中(zhong)納米二氧化(hua)鈦的年(nian)(nian)需求量(liang)在(zai)1000t以上，紡織、塑(su)料、橡膠制品(pin)中(zhong)的用(yong)量(liang)更(geng)大(da)(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(fang)曬(shai)劑(ji)，二(er)是仿生防(fang)曬(shai)。后者(zhe)成本較大，目前(qian)難以推廣(guang)，前(qian)者(zhe)價格適中，且防(fang)曬(shai)性能優越，因而被普遍看好。尤其是納米二(er)氧(yang)化鈦(tai)，由于具有較為優越的(de)性能和應用前(qian)景，因而發展(zhan)勢(shi)頭和市場潛力較好。