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二氧化钛(TiO
2)是钛的氧化物,作为色素时称钛白(PW6、CI 77891)。[4] 本化合物是不溶于水的白色固体,矿石可呈黑色。本化合物作为色素用途广泛,可作为绘画颜料、防晒霜、食用色素(E编码:E171)。2014年本化合物世界产量超过九百万吨[5][6][7]三分之二的色素含有本化合物,经济价值超过132亿美元。[8]
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二氧化钛 | |
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IUPAC名 Titanium dioxide Titanium(IV) oxide | |
别名 | Titania 金红石 锐钛矿 板钛矿 |
识别 | |
CAS号 | 13463-67-7 ![]() |
PubChem | 26042 |
ChemSpider | 24256 |
SMILES |
|
InChI |
|
InChIKey | GWEVSGVZZGPLCZ-TYTSCOISAW |
ChEBI | 32234 |
RTECS | XR2775000 |
KEGG | C13409 |
性质 | |
化学式 | TiO 2 |
摩尔质量 | 79.866 g/mol g·mol⁻¹ |
外观 | 白色固体 |
氣味 | 无味 |
密度 |
|
熔点 | 1843 °C(2116 K) |
沸点 | 2972 °C(3245 K) |
溶解性(水) | 不溶 |
能隙 | 3.05 eV (rutile)[1] eV |
磁化率 | +5.9·10−6 cm3/mol |
折光度n D |
|
热力学 | |
ΔfHm⦵298K | −945 kJ·mol−1[2] |
S⦵298K | 50 J·mol−1·K−1[2] |
危险性 | |
NFPA 704 | |
闪点 | 不可燃 |
PEL | TWA 15 mg/m3[3] |
相关物质 | |
其他阳离子 | 二氧化锆 二氧化铪 |
相关化合物 | 一氧化钛 三氧化二钛 Titanium(III,IV) oxide |
相关化学品 | 钛酸 |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
形式 | 晶系 | 合成 |
---|---|---|
金红石 | 四方晶系 | |
锐钛矿 | 四方晶系 | |
板鈦礦 | 斜方晶系 | |
TiO2(B)[9] | 单斜晶系 | K2Ti4O9 热解 |
TiO2(H), hollandite-like form[10] | 四方晶系 | Oxidation of the related potassium titanate bronze, K0.25TiO2 |
TiO2(R), ramsdellite-like form[11] | 斜方晶系 | Oxidation of the related lithium titanate bronze Li0.5TiO2 |
TiO2(II)-(α-PbO2-like form)[12] | 斜方晶系 | |
baddeleyite-like form, (7 coordinated Ti)[13] | 单斜晶系 | |
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 |
钛白粉的生产方法有硫酸法和氯化法两种。硫酸法是将钛铁矿经浓硫酸酸解成块状固相物,用酸性水浸取后得到钛液,经沉降除杂质、冷冻分离副产硫酸亚铁后,加晶种使硫酸氧钛分解生成偏钛酸。经水洗达标后煅烧、粉碎而制得钛白粉。
反应方程式:
「
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
氯化法是将粉碎后的金红石或高钛渣与焦炭混合,在硫化床氯化炉中与氯气反应生成四氯化钛,经净化,加入晶型转化剂于高浊罡氧化生成二氧化钛,再经水洗、干燥、粉碎得到。 反应方程式:
2TiO2 + 3C + 4Cl2→2TiCl4 + 2CO↑+ CO2↑
TiCl4(g)+O2 (g)→TiO2 (s)+ 2Cl2 (g)