二氧化鈦

二氧化鈦
	IUPAC名; Titanium dioxide; Titanium(IV) oxide
別名	Titania; 金紅石; 銳鈦礦; 板鈦礦
識別
CAS號	13463-67-7
PubChem	26042
ChemSpider	24256
SMILES	O=[Ti]=O;
InChI	1/2O.Ti/rO2Ti/c1-3-2;
InChIKey	GWEVSGVZZGPLCZ-TYTSCOISAW
ChEBI	32234
RTECS	XR2775000
KEGG	C13409
性質
化學式	TiO; 2
摩爾質量	79.866 g/mol g·mol⁻¹
外觀	白色固體
氣味	無味
密度	4.23 g/cm3 (rutile); 3.78 g/cm3 (anatase);
熔點	1843 °C（2116 K）
沸點	2972 °C（3245 K）
溶解性（水）	不溶
能隙	3.05 eV (rutile) eV
磁化率	+5.9·10−6 cm3/mol
折光度n; D	2.488 (anatase); 2.583 (brookite); 2.609 (rutile);
熱力學
ΔfHm⦵298K	−945 kJ·mol−1
S⦵298K	50 J·mol−1·K−1
危險性
NFPA 704	0 1 0
閃點	不可燃
PEL	TWA 15 mg/m3
相關物質
其他陽離子	二氧化鋯; 二氧化鉿
相關化合物	一氧化鈦; 三氧化二鈦; Titanium(III,IV) oxide
相關化學品	鈦酸
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

二氧化鈦（TiO
2）是鈦的氧化物，作為色素時稱鈦白（PW6、CI 77891）。^[4] 本化合物是不溶於水的白色固體，礦石可呈黑色。本化合物作為色素用途廣泛，可作為繪畫顏料、防曬霜、食用色素（E編碼：E171）。2014年本化合物世界產量超過九百萬噸^[5]^[6]^[7]三分之二的色素含有本化合物，經濟價值超過132億美元。^[8]

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存在形式

更多信息 形式, 晶系 ...

形式	晶系	合成
金紅石	四方晶系
銳鈦礦	四方晶系
板鈦礦	斜方晶系
TiO₂(B)^[9]	單斜晶系	K₂Ti₄O₉ 熱解
TiO₂(H), hollandite-like form^[10]	四方晶系	Oxidation of the related potassium titanate bronze, K_0.25TiO₂
TiO₂(R), ramsdellite-like form^[11]	斜方晶系	Oxidation of the related lithium titanate bronze Li_0.5TiO₂
TiO₂(II)-(α-PbO₂-like form)^[12]	斜方晶系
baddeleyite-like form, (7 coordinated Ti)^[13]	單斜晶系
TiO₂ -OI^[14]	斜方晶系
cubic form^[15]	立方晶系	P > 40 GPa, T > 1600 °C
TiO₂ -OII, cotunnite(PbCl₂)-like^[16]	斜方晶系	P > 40 GPa, T > 700 °C

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製備

鈦白粉的生產方法有硫酸法和氯化法兩種。硫酸法是將鈦鐵礦經濃硫酸酸解成塊狀固相物，用酸性水浸取後得到鈦液，經沉降除雜質、冷凍分離副產硫酸亞鐵後，加晶種使硫酸氧鈦分解生成偏鈦酸。經水洗達標後煅燒、粉碎而製得鈦白粉。

反應方程式：
「 2H₂SO₄ + TiO₂→Ti(SO₄)₂ + 2H₂O

Ti(SO₄)₂ + H₂O→ TiOSO₄ + H₂SO₄

TiOSO₄ + H₂O→H₂TiO₃↓+ H₂SO₄ H₂TiO₃·SO₃→TiO₂+H₂O+SO₃↑ 」
有誤待修正

氯化法是將粉碎後的金紅石或高鈦渣與焦炭混合，在硫化床氯化爐中與氯氣反應生成四氯化鈦，經淨化，加入晶型轉化劑於高濁罡氧化生成二氧化鈦，再經水洗、乾燥、粉碎得到。反應方程式：

2TiO₂ + 3C + 4Cl₂→2TiCl₄ + 2CO↑+ CO₂↑

TiCl₄（g）+O₂ （g）→TiO₂ （s）+ 2Cl₂ （g）

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用途

油漆、塑料、橡膠
食用色素 E171
防曬和抗紫外線吸收劑，用於化妝品
染料敏化太陽能電池
白色結晶的TiO₂有很高的折射率，可作為寶石
修正液、修正帶
生物感測奈米黃金之催化劑
Airwaves 口香糖
作為催化克勞斯化學反應和有機硫(COS和CS2)水解化學反應的催化劑

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參考資料

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外部連結

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[Nowotny-1] [1]
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[PGCH-3] 引用錯誤：沒有為名為PGCH的參考文獻提供內容

[Ullmann-4] [4]
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