Location via proxy:   [ UP ]  
[Report a bug]   [Manage cookies]                
Пређи на садржај

Титанијум диоксид

Извор: Wikipedija
Титанијум диоксид
Титаниум(IV) оxиде
Тхе унит целл оф рутиле
ИУПАЦ име
Други називи Титанија
Рутил
Анатас
Брукит
Идентификација
ЦАС регистарски број 13463-67-7 ДаY
ПубЦхем[1][2] 26042
ЦхемСпидер[3] 24256 ДаY
УНИИ 15ФИX9В2ЈП ДаY
КЕГГ[4] Ц13409
ЦхЕБИ 32234
ЦхЕМБЛ[5] ЦХЕМБЛ1201136 ДаY
РТЕЦС регистарски број токсичности XР2775000
Јмол-3Д слике Слика 1
Својства
Молекулска формула ТиО2
Моларна маса 79.866 г/мол
Агрегатно стање Бели прах
Густина 4.23 г/цм3
Тачка топљења

1843 °Ц

Тачка кључања

2972 °Ц

Индекс преламања (нD) 2.488 (анатас)
2.583 (брукит)
2.609 (рутил)
Опасност
Подаци о безбедности приликом руковања (МСДС) ИЦСЦ 0338
ЕУ-класификација Није на листи
НФПА 704
0
1
0
 
Тачка паљења Није запаљив
Сродна једињења
Други катјони Цирконијум диоксид
Хафнијум диоксид
Сродна супстанце: титанијум оксиди Титанијум(II) оксид
Титанијум(III) оксид
Титанијум(III,IV) оксид
Сродна једињења Титанска киселина

 ДаY (шта је ово?)   (верификуј)

Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање (25 °Ц, 100 кПа) материјала

Инфобоx референцес

Титанијум диоксид или титанијум (IV) оксид је природни оксид титанијума, чија је формула ТиО2. Ако се употребљава као пигмент, назива се титанијумско бело, бели пигмент 6 или CI 77891. Титанијум диоксид има веома широку употребу, између осталог као састојак боја, крема за сунчање или за бојење хране. Као додатак храни има ознаку Е171.

Заступљеност

[уреди | уреди извор]

У природи се налази у облику минерала рутила, анатаса и брукита. Највише је заступљен рутил. Постоје још и три синтетички произведене метастабилне форме и пет форми стабилних под високим притиском. Ови минерали се користе као руда за добијање титанијума (такође и минерал илменит). Недавно су у Баварској у кратеру Риес пронађене моноклинска (слична кристалу баделејиту) и орторомпска форма (слична олово (IV) оксиду)[6][7]. Најчешћа форма је рутил, који је уједно и најстабилнија форма. Анатас и брукит прелазе у рутил путем загревања.

Форма Кристални систем Синтеза
рутил тетрагонални
анатас тетрагонални
брукит орторомпски
ТиО2(Б)[8] моноклински Хидролиза К2Ти4О9 након загревања
ТиО2(Х), форма слична холандиту[9] тетрагонални Оксидација повезане калијум титанат бронзе, К0.25ТиО2
ТиО2(Р), форма слична рамсделиту[10] орторомпски Оксидација повезане литијум титанат бронзе Ли0.5ТиО2
ТиО2(II)- форма слична (?-ПбО2)[11] орторомпски
форма слична баделејиту (седмострано координирани Ти)[12] моноклински
ТиО2 -ОИ[13] орторомпски
кубична форма[14] кубични
ТиО2 -ОИИ, форма слична котуниту (ПбЦл2)[15] орторомпски

Природно пронађени оксиди се копају у рудницима, а служе и као комерцијални извор титанијума. Метал титанијум се може добити и из других минерала попут илменита или леукоксена, али и из једне од најчишћих форми: рутила са пешчаних плажа. Звездани сафири и рубини добијају свој астеризам због присутног рутила у њима[16].

Титанијум диоксид (Б) је пронађен као минерал у неким пукотинама на тектитима, те као ламеле у анатасу из хидротермалних врела. Ова форма ТиО2 има релативно ниску густину[17].

Спектралне линије из титанијум диоксида су доста изражене у звездама класе M, које су довољно хладне да омогуће формирање молекула овог хемијског једињења.

Производња

[уреди | уреди извор]

Код хлоридног процеса руда се редукује угљеником, а затим оксидује хлором, при чему настаје титанијум тетрахлорид. Настали производ се дестилира и оксидира кисеоником, при чему настаје чисти ТиО2, док се истовремено регенерише хлор[18].

Сулфатни поступак користи илменит за добијање титанијум диоксида. Илменит реакцијом са сумпорном киселином даје титанијумову со, која се даље процесира до чистог ТиО2, а нуспроизвод гвожђе(II) сулфат се кристалише и изфилтрира. Друга метода за обогаћивање илменита је Бечеров процес. Једна од метода за производњу титанијум диоксида са великим значајем у нанотехнологији је солвотермална синтеза титанијум диоксида.

У лабораторији, анатас се може претворити путем хидротермалне синтезе у ТиО2(Б) наноцеви и наножице, које су од потенцијалног интереса као катализаторска подршка и фотокатализатор. Да би се ово одвијало, анатас се меша са 15 мола натријум хидроксида (НаОХ) и загрева на 150 °Ц у трајању од 72 сата. Производ реакције се испира раствореном ХЦл и загрева на 400 °Ц следећих 15 сати. Добијање наноцеви је квантитативно, а оне имају спољашњи пречник од 10 до 20 нанометара, унутрашњи од 5 до 8 нанометара, те дужину од 1 микрона. На вишим температурама реакције (170 °Ц) и мањим запреминама реактаната добијају се одговарајуће наножице[19].

Употреба

[уреди | уреди извор]
ТиО влакна и спирале

Титанијум диоксид се користи као бели пигмент, захваљујући изразито великом индексу преламања светлости (н = 2,7); само неколико других познатих супстанци има већи индекс преламања. Око 4 милиона тона пигмента ТиО2 се произведе и потроши у свету годишње. Ако се користи као танки филм или емулзија, његов индекс преламања и боја дају му одлична оптичка рефлективна и покривна својства, која се користе у диелектричним огледалима и неким драгим камењима попут "мистичног ватреног топаза". Такође се додаје при производњи пластике, папира, тинте, лекова, козметичких производа, пасте за зубе, итд. Титанијум диоксид се употребљава и у фотокаталитичким процесима (уз ултраљубичасто зрачење).

У козметици и производима за негу коже, титанијум диоксид се користи као пигмент, али и као средство за згрушавање. Такође се користи и као пигмент за прављење тетоважа. Овај пигмент се доста користи при производњи пластике и сродним применама због своје отпорности на ултраљубичасто зрачење, где апсорбује УВ зрачење ефикасно претварајући УВ светлост у топлоту. Због таквих особина, ТиО2 се користи и у већини крема за сунчање. Већина произвођача крема за сунчање своје производе заснива на титанијум диоксиду и цинк оксиду, јер ове супстанце изазивају далеко мању иритацију коже од других хемијских супстанци које апсорбују УВ зрачење.

Титанијум диоксид се користи за означавање белих линија на тениским теренима, нпр. клуб енгл. All England Lawn Tennis and Croquet, где се одржава годишњи тениски турнир у Вимблдону[20].

Нарочито у форми анатаса, титанијум диоксид је фотокатализатор под ултраљубичастим светлом. Недавно је пронађено да се фотокатализа појављује и под утицајем видљивог светла, уколико се титанијум диоксиду додају јони азота или метални оксиди попут волфрам триоксида. Снажни оксидациони потенцијал позитивних електронских рупа оксидује воду и ствара хидроксилне радикале. Такође може да директно оксидује кисеоник и органске материје. Због својих стерилизирајућих, деодоризирајућих и других особина, ТиО2 се додаје у боје, цементе, прозоре и сличне производе. Користи се и у Граетзеловим ћелијама, врсти хемијских соларних ћелија. Фотокаталитичке особине титанијум диоксида је открио Акира Фуџишима 1967. године, а своје откриће је објавио 1972. године[21]. У његову част, процес који се одвија на површини кристала титанијум диоксида се назива "Хонда-Фуџишима ефект"[22].

Референце

[уреди | уреди извор]
  1. ↑ Ли Q, Цхенг Т, Wанг Y, Брyант СХ (2010). „ПубЦхем ас а публиц ресоурце фор друг дисцоверy.”. Друг Дисцов Тодаy 15 (23-24): 1052-7. ДОИ:10.1016/j.drudis.2010.10.003. ПМИД 20970519.  едит
  2. ↑ Еван Е. Болтон, Yанли Wанг, Паул А. Тхиессен, Степхен Х. Брyант (2008). „Цхаптер 12 ПубЦхем: Интегратед Платформ оф Смалл Молецулес анд Биологицал Ацтивитиес”. Аннуал Репортс ин Цомпутатионал Цхемистрy 4: 217-241. ДОИ:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  3. ↑ Хеттне КМ, Wиллиамс АЈ, ван Муллиген ЕМ, Клеињанс Ј, Ткацхенко V, Корс ЈА. (2010). „Аутоматиц вс. мануал цуратион оф а мулти-соурце цхемицал дицтионарy: тхе импацт он теxт мининг”. Ј Цхеминформ 2 (1): 3. ДОИ:10.1186/1758-2946-2-3. ПМИД 20331846.  едит
  4. ↑ Јоанне Wиxон, Доуглас Келл (2000). „Wебсите Ревиеw: Тхе Кyото Енцyцлопедиа оф Генес анд Геномес — КЕГГ”. Yеаст 17 (1): 48–55. ДОИ:10.1002/(SICI)1097-0061(200004)17:1<48::AID-YEA2>3.0.CO;2-H. 
  5. ↑ Гаултон А, Беллис Љ, Бенто АП, Цхамберс Ј, Давиес M, Херсеy А, Лигхт Y, МцГлинцхеy С, Мицхаловицх D, Ал-Лазикани Б, Оверингтон ЈП. (2012). „ЦхЕМБЛ: а ларге-сцале биоацтивитy датабасе фор друг дисцоверy”. Нуцлеиц Ацидс Рес 40 (Датабасе иссуе): Д1100-7. ДОИ:10.1093/nar/gkr777. ПМИД 21948594.  едит
  6. ↑ Ел, Горесy, Цхен, M, Дубровинскy, L ет ал. (2001). „Ан ултраденсе полyморпх оф рутиле wитх севен-цоординатед титаниум фром тхе Риес цратер.”. Сциенце 293 (5534): 1467-70. 
  7. ↑ Ел Горесy, Ахмед (2001). „А натурал схоцк-индуцед денсе полyморпх оф рутиле wитх ?-ПбО2 струцтуре ин тхе суевите фром тхе Риес цратер ин Германy”. Еартх анд Планетарy Сциенце Леттерс 192: 485. [мртав линк]
  8. ↑ Марцханд Р., Брохан L., Тоурноуx M. (1980). „А неw форм оф титаниум диоxиде анд тхе потассиум оцтатитанате К2Ти8О17”. Материалс Ресеарцх Буллетин 15 (8): 1129-1133. 
  9. ↑ Латроцхе, M, Брохан, L, Марцханд, Р, Тоурноуx (1989). „Неw холландите оxидес: ТиО2(Х) анд К0.06ТиО2”. Јоурнал оф Солид Стате Цхемистрy 81 (1): 78-82. 
  10. ↑ Ј. Акимото, Y. Готох, Y. Оосаwа, ет ал. (Новембер 1994). „Топотацтиц Оxидатион оф Рамсделлите-Тyпе Ли0.5ТиО2, а Неw Полyморпх оф Титаниум Диоxиде: ТиО2(Р)”. Јоурнал оф Солид Стате Цхемистрy 113 (1): 27-36. 
  11. ↑ П. Y. Симонс, Ф. Дацхилле (1967). „Тхе струцтуре оф ТиО2ИИ, а хигх-прессуре пхасе оф ТиО2”. Ацта Црyсталлограпхица 23 (2): 334-336. 
  12. ↑ Сато Х., Ендо С, Сугиyама M, ет ал. (1991). „Бадделеyите-Тyпе Хигх-Прессуре Пхасе оф ТиО2”. Сциенце 251 (4995): 786-788. 
  13. ↑ Дубровинскаиа Н А, Дубровинскy L С., Ахуја Р, ет ал. (2001). „Еxпериментал анд Тхеоретицал Идентифицатион оф а Неw Хигх-Прессуре ТиО2 Полyморпх.”. Пхyс. Рев. Летт. 87: 275501. 
  14. ↑ Маттесини M, де Алмеида Ј. С., Дубровинскy L., ет ал. (2004). „Хигх-прессуре анд хигх-температуре сyнтхесис оф тхе цубиц ТиО2 полyморпх”. Пхyс. Рев. Б 70: 212101. 
  15. ↑ Дубровинскy L. С., Дубровинскаиа Н. А., Сwамy V., ет ал. (2001). „Материалс сциенце: Тхе хардест кноwн оxиде”. Натуре 410 (6829): 653-654. 
  16. ↑ Емслеy, Јохн (2001). Натуре'с Буилдинг Блоцкс: Ан А-З Гуиде то тхе Елементс. Оxфорд: Оxфорд Университy Пресс. стр. 451-53.  ИСБН 0-19-850341-5
  17. ↑ Банфиелд, Ј. Ф., Веблен, D. Р., Смитх, D. Ј. (1991). „Тхе идентифицатион оф натураллy оццурринг ТиО2 (Б) бy струцтуре детерминатион усинг хигх-ресолутион елецтрон мицросцопy, имаге симулатион, анд дистанце-леаст-сqуарес рефинемент”. Америцан Минералогист 76: 343. 
  18. ↑ „Титаниум Диоxиде Мануфацтуринг Процессес”. Милленниум Инорганиц Цхемицалс. Архивирано из оригинала на датум 2007-08-14. Приступљено 5.9.2007. 
  19. ↑ Грахам Армстронг, А. Роберт Армстронг, ет ал. (2005). „Нанотубес wитх тхе ТиО2-Б струцтуре”. Цхемицал Цоммуницатионс: 2454. 
  20. ↑ „Цхемистрy Wорлд'с wееклy роунд-уп оф монеy анд молецулес”. Архивирано из оригинала на датум 2010-01-03. Приступљено 2013-05-08. 
  21. ↑ Фујисхима, АКИРА (1972). „Елецтроцхемицал Пхотолyсис оф Wатер ат а Семицондуцтор Елецтроде”. Натуре 238: 37. 
  22. ↑ „"Јапан Нанонет Буллетин - 44. изд. - 12. мај 2005: Дисцоверy анд апплицатионс оф пхотоцаталyсис - Цреатинг а цомфортабле футуре бy макинг усе оф лигхт енергy"”. Архивирано из оригинала на датум 2005-06-08. Приступљено 2013-05-08. 

Вањске везе

[уреди | уреди извор]
Портал Хемија
Преузето из „https://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Titanijum_dioksid&oldid=42280361”