納米二氧化鈦的制備方法——氣相氧化法

用干燥的氧氣在923K-1023K進行氣相氧化(hua)：

TiCl4+O2=TiO2+2Cl2

納米二氧化鈦的制備方法——硫酸法

首先用磨細的(de)鈦鐵礦(kuang)和硫(liu)酸（濃(nong)度≥80%，溫度343K-353K）在不(bu)斷(duan)通入空氣(qi)并且攪拌的(de)條件下反應，制得(de)可(ke)溶(rong)性硫(liu)酸鹽：

FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

由(you)于這一反應(ying)是放熱的(de)，反應(ying)劇(ju)烈時溫度(du)可達473K。

制(zhi)取(qu)二氧化鈦(tai)時(shi)，關鍵點一步(bu)是使鈦(tai)液水解

TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

鈦液的(de)濃度(du)(du)、酸度(du)(du)‘溫(wen)度(du)(du)都會影(ying)響水(shui)解反(fan)應(ying)(ying)的(de)進行，濃度(du)(du)越小(xiao)，酸度(du)(du)越小(xiao)，溫(wen)度(du)(du)越高(gao)，反(fan)應(ying)(ying)越容易(yi)發生。為了升高(gao)溫(wen)度(du)(du)，反(fan)應(ying)(ying)常常在加(jia)壓(ya)的(de)情況下進行，這樣(yang)也可以使沉淀顆(ke)粒(li)比(bi)較緊密，讓產品有更好的(de)物理性能(neng)。

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制取二氧化鈦時鈦含量的測定

測(ce)定時首先往鈦液(ye)中加鋁片，把Ti（IV）還(huan)原(yuan)為Ti3+，Ti3+的還(huan)原(yuan)能力比(bi)Sn2+強，它可以還(huan)原(yuan)Fe3+。因(yin)此測(ce)定時用KSCN做指示劑，用標準Fe3+溶液(ye)滴定Ti3+的含量(liang)(liang)。滴定時，Fe3+離(li)子稍微一過(guo)量(liang)(liang)，就生成血紅色[FeSCN]2+，此時到達滴定終點。

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、塑料、橡膠、造紙、化纖、水彩顏(yan)料等行業。

二氧化(hua)鈦是世(shi)界上最白(bai)的東西，1克二氧化(hua)鈦可以把(ba)450多平方厘米的面積涂

得雪(xue)白(bai)。它比常用的白(bai)顏料(liao)(liao)一—鋅鋇白(bai)還要白(bai)5倍，因此是調(diao)制白(bai)油漆的最好顏料(liao)(liao)。世界上用作顏料(liao)(liao)的二氧化(hua)(hua)鈦，一年多到(dao)幾十萬噸(dun)。二氧化(hua)(hua)鈦可以加(jia)在紙里，使(shi)紙變白(bai)并(bing)且(qie)不透明，效果比其他物質(zhi)大10倍，因此，鈔(chao)票紙和美術(shu)品用紙就(jiu)要加(jia)二氧化(hua)(hua)鈦。

為(wei)了使(shi)塑料的(de)顏色變淺，使(shi)人造絲光澤柔和(he)，有(you)時也要添加(jia)二氧化鈦(tai)。

在橡(xiang)膠工(gong)業上，二(er)氧化鈦還被用作為白色橡(xiang)膠的填(tian)料。

半導體(ti)二氧化(hua)(hua)鈦的(de)(de)(de)光(guang)(guang)化(hua)(hua)學性(xing)能已使(shi)其(qi)可用于(yu)許多領域(yu)，如空氣、水和(he)流體(ti)的(de)(de)(de)凈化(hua)(hua)。以(yi)碳或(huo)(huo)其(qi)他(ta)雜(za)原子摻雜(za)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)催化(hua)(hua)劑也可用于(yu)具有散射光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)密封空間或(huo)(huo)區域(yu)。用于(yu)建(jian)筑、人行石板、混凝土墻或(huo)(huo)屋(wu)頂瓦上的(de)(de)(de)涂料(liao)中(zhong)(zhong)時，它們可以(yi)明顯增加對空氣中(zhong)(zhong)污染(ran)物如氮(dan)氧化(hua)(hua)物、芳烴和(he)醛類的(de)(de)(de)分(fen)解。

此(ci)外還廣泛應用(yong)于生(sheng)產(chan)防曬霜，無(wu)毒性，對人(ren)體無(wu)害。

超細二氧(yang)化鈦具有優(you)異紫外光(guang)屏蔽性(xing)(xing)和透(tou)明性(xing)(xing)。被廣泛用(yong)(yong)在化妝品、木器保護、食品包裝塑(su)料(liao)、耐(nai)久性(xing)(xing)家用(yong)(yong)薄膜(mo)、人造纖維和天然纖維、透(tou)明涂(tu)料(liao)中。在金屬閃光(guang)涂(tu)料(liao)中的(de)特殊光(guang)學效應，使之在高(gao)級轎(jiao)車漆(qi)中得到重視(shi)和應用(yong)(yong)。

二氧化鈦的應用——食品應用

美國(guo)食品(pin)藥品(pin)管(guan)理(li)局規定二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)可以(yi)作為所有的食品(pin)白色(se)素，最大的使用(yong)量為1g/kg Sec.73.575二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)。色(se)素添加劑二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)可以(yi)安全用(yong)于一般著色(se)食品(pin)中，服(fu)從(cong)下列規定：

（1）二(er)氧化(hua)鈦的數量不超(chao)過食(shi)物重量的1%。

（2）按(an)照法(fa)令的401條所(suo)公布的特殊(shu)標準，不得使用的著(zhu)色(se)食品，除非有類似的標準允許添加色(se)素。

（3）對于著色食品，食用的色素添加(jia)劑(ji)(ji)二氧(yang)化鈦可以含(han)有適當的稀(xi)釋劑(ji)(ji)，作(zuo)為安全的色素添加(jia)劑(ji)(ji)，如(ru)下：二氧(yang)化硅，作(zuo)為分散助劑(ji)(ji)，含(han)量(liang)不超過2%。

產(chan)品(pin)適應：涼果(guo)(guo)(guo)類、果(guo)(guo)(guo)凍、油炸(zha)食品(pin)、可(ke)可(ke)制品(pin)、巧(qiao)克(ke)力、巧(qiao)克(ke)力制品(pin)、硬制糖(tang)果(guo)(guo)(guo)、拋光糖(tang)果(guo)(guo)(guo)、膠(jiao)基糖(tang)果(guo)(guo)(guo)、膨化食品(pin)、糖(tang)果(guo)(guo)(guo)巧(qiao)克(ke)力制品(pin)包衣(yi)、蛋黃醬(jiang)(jiang)、沙拉(la)醬(jiang)(jiang)、果(guo)(guo)(guo)醬(jiang)(jiang)、固體飲料、魔芋(yu)凝膠(jiao)食品(pin)等。

二氧化鈦的應用——環境保護

凈化空氣

二氧化(hua)鈦(tai)，作(zuo)為光涂料(liao)顏料(liao)的(de)(de)催化(hua)劑，不僅(jin)是一種環境安(an)全的(de)(de)清潔(jie)劑，而(er)且可以起到(dao)節省能量還有保護環境資源(yuan)的(de)(de)作(zuo)用。

早期日本和英國(guo)的(de)科(ke)學(xue)家將二(er)(er)氧化(hua)鈦涂(tu)(tu)覆在(zai)城市(shi)馬路的(de)鋪路石(shi)表(biao)面，用以(yi)清(qing)洗(xi)路面空(kong)氣(qi)。二(er)(er)氧化(hua)鈦可(ke)(ke)以(yi)與瀝青(qing)混(hun)合，減(jian)少空(kong)氣(qi)中的(de)污染物(wu)。當汽車(che)經過時，含(han)二(er)(er)氧化(hua)鈦的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)或瀝青(qing)可(ke)(ke)以(yi)凈(jing)化(hua)空(kong)氣(qi)，消除(chu)車(che)輛排放物(wu)中25%到45%的(de)氮氧化(hua)物(wu)。將二(er)(er)氧化(hua)鈦涂(tu)(tu)覆在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)面上，其清(qing)洗(xi)空(kong)氣(qi)的(de)效果同樣顯著。

給地球降溫

2012年5月，英國科學家提出了(le)一個大膽設想，他們認(ren)為(wei)可通過(guo)向平流層噴灑足夠的(de)二氧化(hua)鈦來(lai)反射太陽光，從而達到為(wei)地球降溫(wen)的(de)目的(de)，這么做(zuo)能夠有(you)效抵(di)消因全球變暖而導致的(de)各種(zhong)不利氣(qi)候因素。

由(you)于二氧化鈦(tai)能(neng)(neng)夠(gou)有效反射(she)太陽光的(de)直(zhi)射(she)，并(bing)且其性質穩定，具有良好的(de)遮蓋能(neng)(neng)力，如若噴灑(sa)在(zai)平流(liu)(liu)層能(neng)(neng)夠(gou)長期(qi)發揮作用(yong)。英國科學(xue)家提出(chu)，可利用(yong)高空氣(qi)球將這一化學(xue)物(wu)質帶入到平流(liu)(liu)層，然后進(jin)行(xing)釋放(fang)，一旦二氧化鈦(tai)均勻分布在(zai)地球平流(liu)(liu)層之后，能(neng)(neng)夠(gou)有效反射(she)太陽光，從(cong)而為地球降溫。

英(ying)國咨詢公司戴(dai)維森科技的(de)總裁、化(hua)學工程學家彼得·戴(dai)維森是這個項目的(de)負責人，他介紹稱，只需要(yao)往地球平(ping)(ping)流層運(yun)送300萬(wan)噸(dun)的(de)二氧化(hua)鈦，就能(neng)夠(gou)在地球平(ping)(ping)流層形(xing)成一層厚度為1毫(hao)米的(de)保(bao)護(hu)層，而它能(neng)夠(gou)起到的(de)作用(yong)卻是巨大(da)的(de)-足夠(gou)抵消兩倍當前(qian)大(da)氣中二氧化(hua)碳含(han)量(liang)所導致的(de)溫室效應。

二氧化鈦的應用——防曬化妝品

由于紫外(wai)線對(dui)人(ren)體(ti)有很大(da)的危害性，發(fa)達國家近(jin)些年來(lai)比較(jiao)重視防(fang)(fang)曬(shai)產品的研(yan)究、開(kai)發(fa)，相繼推出了多種多樣的抗紫外(wai)纖(xian)維(wei)、塑料、薄膜(mo)、涂料，以及(ji)防(fang)(fang)曬(shai)膏霜、粉底、口紅、摩絲、焗油膏等(deng)防(fang)(fang)曬(shai)化妝品。我國近(jin)年來(lai)也(ye)加大(da)了防(fang)(fang)曬(shai)化裝品的研(yan)究和生產。

但(dan)以往防曬劑多(duo)為二苯甲(jia)酮類(lei)、鄰(lin)氨(an)基苯甲(jia)酮類(lei)、水楊酸酯類(lei)、對(dui)氨(an)基苯甲(jia)酸類(lei)、肉桂(gui)酸酯類(lei)等有(you)(you)機化(hua)(hua)(hua)合(he)物，因(yin)(yin)而(er)不(bu)(bu)穩(wen)(wen)定、壽命短，并且(qie)副作用(yong)(yong)(yong)較(jiao)大(da)，具(ju)有(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)毒性(xing)(xing)(xing)(xing)和刺(ci)激性(xing)(xing)(xing)(xing)，如(ru)果(guo)添(tian)加過(guo)量，會產生化(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)(xing)(xing)過(guo)敏，甚至(zhi)可(ke)能導致皮(pi)膚(fu)(fu)癌(ai)。而(er)納米二氧化(hua)(hua)(hua)鈦為無機成分(fen)，具(ju)有(you)(you)優(you)(you)異的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)、熱穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)及非遷移性(xing)(xing)(xing)(xing)和較(jiao)強(qiang)的(de)(de)(de)消色力(li)、遮蓋力(li)，較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)腐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)，良好的(de)(de)(de)易分(fen)散性(xing)(xing)(xing)(xing)，并且(qie)無毒、無味(wei)、無刺(ci)激性(xing)(xing)(xing)(xing)，使(shi)用(yong)(yong)(yong)安全(quan)，還兼有(you)(you)殺菌除臭(chou)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)。更(geng)為重(zhong)要的(de)(de)(de)是(shi)，如(ru)前所述(shu)，納米二氧化(hua)(hua)(hua)鈦既能吸(xi)收紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)線，又能發射(she)、散射(she)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)線，因(yin)(yin)此抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)線的(de)(de)(de)能力(li)強(qiang)，與同樣劑量的(de)(de)(de)有(you)(you)機抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)劑相比，它在紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)區(qu)的(de)(de)(de)吸(xi)收峰更(geng)高(gao)(gao);而(er)且(qie)納米二氧化(hua)(hua)(hua)鈦對(dui)中波(bo)(bo)區(qu)和長波(bo)(bo)區(qu)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)線均有(you)(you)阻隔作用(yong)(yong)(yong)，不(bu)(bu)象有(you)(you)機抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)劑只是(shi)單(dan)一(yi)對(dui)中波(bo)(bo)區(qu)或(huo)長波(bo)(bo)區(qu)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)線有(you)(you)屏(ping)蔽作用(yong)(yong)(yong)。特別是(shi)由于其顆(ke)粒(li)較(jiao)細(xi)，制成品(pin)透(tou)(tou)明(ming)度(du)高(gao)(gao)，能透(tou)(tou)過(guo)可(ke)見光，加入化(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)(zhuang)品(pin)使(shi)用(yong)(yong)(yong)時皮(pi)膚(fu)(fu)白度(du)自(zi)然，克服了有(you)(you)的(de)(de)(de)有(you)(you)機物或(huo)顏料級二氧化(hua)(hua)(hua)鈦不(bu)(bu)透(tou)(tou)明(ming)，使(shi)皮(pi)膚(fu)(fu)呈現不(bu)(bu)自(zi)然的(de)(de)(de)蒼白色的(de)(de)(de)缺點。正因(yin)(yin)為如(ru)此，納米二氧化(hua)(hua)(hua)鈦很快被廣(guang)泛(fan)重(zhong)視并逐步取代一(yi)些有(you)(you)機抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)劑，成為當今防曬化(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)(zhuang)品(pin)中性(xing)(xing)(xing)(xing)能優(you)(you)越(yue)一(yi)種物理屏(ping)蔽型抗紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)劑。

隨(sui)著(zhu)人(ren)們生(sheng)活水平的(de)(de)提高和國際競爭的(de)(de)加劇(ju)，安全、高效(xiao)防(fang)曬型化(hua)(hua)妝品的(de)(de)研(yan)究、開發力(li)度將(jiang)逐(zhu)步(bu)加大。目前，發達(da)國家(jia)的(de)(de)防(fang)曬型化(hua)(hua)妝品市(shi)場已顯現出強大的(de)(de)生(sheng)命力(li)。1999-2000年(nian)，美國的(de)(de)年(nian)銷(xiao)售(shou)額已分別達(da)7.37、7.65億美元，英(ying)國達(da)2.45、2.70億美元，而(er)且近(jin)年(nian)來分別以(yi)20%、10%以(yi)上的(de)(de)速度增(zeng)(zeng)長，其中納米二氧化(hua)(hua)鈦的(de)(de)用量也逐(zhu)年(nian)大幅度增(zeng)(zeng)長。日本抗紫外化(hua)(hua)妝品中納米二氧化(hua)(hua)鈦的(de)(de)年(nian)需求量在1000t以(yi)上，紡織、塑料(liao)、橡膠(jiao)制品中的(de)(de)用量更大。

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)曬劑，二(er)是仿生防(fang)曬。后者成(cheng)本較(jiao)大，目前難以推(tui)廣，前者價格適(shi)中，且防(fang)曬性能優越，因而被(bei)普(pu)遍看好。尤其是納米二(er)氧化鈦(tai)，由于具有較(jiao)為(wei)優越的性能和應用前景，因而發(fa)展勢頭和市場潛(qian)力較(jiao)好。