Sorpciona svojstva titan dioksida. Osnovna istraživanja

UDK 544.527.23

UTICAJ TEMPERATURE KALCINACIJE NA SVOJSTVA TITAN-DIOKSIDA

Balabashchuk. i V.,

Državni univerzitet Kemerovo

Titanov dioksid se široko koristi kao sorbent i fotokatalizator. Efikasnost njegove upotrebe u jednom ili drugom kapacitetu određena je sastavom disperzionog medija, brzinom dodavanja prekursora, pH sinteze, temperaturom i trajanjem kalcinacije metatitanske kiseline.

Cilj našeg rada bio je proučavanje uticaja temperature kalcinacije na adsorpcione i fotokatalitičke karakteristike čestica titan dioksida.

Titan dioksid je dobijen termičkom hidrolizom titanil sulfata sa rastvorom kalijum hidroksida. Nastali kalijum titanat je ispran destilovanom vodom da bi se uklonile kationske i anjonske nečistoće. Nakon toga, ispran kalijum titanat je pomešan sa rastvorom hlorovodonične kiseline i držan jedan sat na temperaturi od 90°C. Zatim je talog neutralizovan rastvorom kalijum hidroksida do pH 6, 5,4, 3,2 i podvrgnut kalcinaciji na temperaturi od 1100°C (R-1100), 900°C (R-900) i 600°C (R- 600). Prema rezultatima rendgenske difrakcijske analize, svi uzorci titan dioksida imaju rutilnu modifikaciju. Da bi se odredile karakteristike adsorpcije sintetiziranih čestica titan dioksida, izvagani dio fotokatalizatora pomiješan je s otopinom anjonskih (kongo crvena) i kationskih (safranin-T) boja i ostavljen u mraku 24 h. boje su određene spektrofotometrijskom metodom. Rezultati studije prikazani su na slici 1.

Rice. Slika 1. Adsorpcione i fotokatalitičke karakteristike čestica titan dioksida u reakciji blijeđenja boje: a) Kongo crvena,

b) safranina-T.

Može se primijetiti da najbolje performanse u reakciji fotokatalitičke razgradnje i adsorpcije anjonske boje Congo red karakterizira uzorak R-600 (slika 1a) sintetiziran pri pH 3,2 i temperaturi žarenja od 600°C. Povećanje pH vrijednosti i temperature kalcinacije dovodi do smanjenja vrijednosti proučavanih karakteristika. Za uzorke R-900 i R-1100, ove vrijednosti se smanjuju za faktore 3,5 odnosno 20.

Adsorpcija kationske boje safranin-T odvija se nešto drugačije (slika 1b). Najviša vrijednost sorpcijski kapacitet pokazuje uzorak R-900. Kalcinacija uzoraka na temperaturi od 1100°C dovodi do 2-strukog pada kapaciteta sorpcije. Smanjenje temperature kalcinacije dovodi do gotovo potpunog nestanka sorpcionog kapaciteta čestica titan dioksida.

Dakle, uzorci titan dioksida sintetizirani pri niskim pH vrijednostima i temperaturi kalcinacije od 600-900°C imaju najbolje fotokatalitičke i adsorpcijske karakteristike. Utjecaj termičke obrade i pH sinteze na adsorpcioni kapacitet titan dioksida može se povezati sa formiranjem oksohidroksidnih grupa sposobnih za ionsku izmjenu i zadržavanje molekula boje na površini čestica TiO2.

Naučni savetnik - doktor hemije, prof. "Kemerovski državni univerzitet"

UDK 677.077.62

M. A. Salyakhova, I. Sh. Abdullin, V. V. Uvaev, E. N. Pukhacheva

PROUČAVANJE ADSORPCIJSKIH SVOJSTVA KOMPOZITNIH MATERIJALA

SA UVOĐENIM TITANIJUM DIOKSIDOM

Ključne reči: kompozitni materijal sa ugrađenim titan dioksidom, titan dioksid, silicijum dioksid, sorpcija,

adsorpciona svojstva.

Ključne riječi: kompozitni materijal sa ugrađenim titan dioksidom, titan dioksid, silicijum dioksid, sorpcija, adsorpciona svojstva.

Adsorpciona svojstva fotokatalitičkog kompozitnog materijala ocjenjuju se pomoću dva parametra: vrijednosti ravnotežne sorpcije zasićenih para benzena i etil acetata uzoraka materijala i limita zapremine uzoraka materijala sorpcionog prostora.

AT poslednjih godina Intenzivno se razvija istraživanje i razvoj nove generacije zaštitnih materijala i proizvoda od njih pomoću nanosistema. Najčešće korišteni fotokatalitički proces je titanov dioksid kao jedan od kemijski i termički najstabilnijih i netoksičnih proizvoda. Neorganski oksidi nano veličine mogu se koristiti za dezinfekciju materijala kontaminiranih opasnim otrovnim tvarima, uključujući otrovne tvari, kao i za pročišćavanje zraka od otrovnih para i plinova. hemijske supstance.

Kompozitni materijal se dobija uzastopnim formiranjem sloja adsorbenta na tkanoj tekstilnoj podlozi koja sadrži celulozu, zatim fotokatalitičkog sloja. Formiranje adsorbentskog sloja na tkanoj ili netkanoj tekstilnoj podlozi koja sadrži celulozu odvija se prema sol-gel tehnologiji kao rezultat impregnacije tekstilne baze vodenom disperzijom koja sadrži nanoveličine čestice aluminijevog oksida i sušenja na temperaturi od (100 ± 5) °C. Pozitivno nabijene čestice glinice fiksiraju se na negativno nabijenu površinu tekstilne baze, kako zbog elektrostatičke interakcije, tako i zbog mehaničkog zadržavanja čestica glinice vlaknom tekstilne baze. Formiranje fotokatalitičkog sloja na tkanoj tekstilnoj podlozi koja sadrži celulozu i koja sadrži sloj adsorbenta odvija se prema sol-gel tehnologiji kao rezultat impregniranja uzorka materijala vodenom disperzijom koja sadrži kompleks silicijum dioksida sa titan dioksidom, sušenjem impregnirani uzorak na temperaturi od (80-90) °C u trajanju od 30 minuta, nakon čega slijedi pranje vodom i sušenje na temperaturi od (100±5) °C. Razvijena površina aluminijum oksida fiksirana na površini tekstilne podloge obezbeđuje dobro prianjanje kompleksa silicijum dioksida sa titan dioksidom na površini sloja adsorbenta.

Prilikom formiranja adsorbentskog sloja i fotokatalitičkog sloja na tekstilnoj osnovi,

pojedina vlakna nisu oštećena i tekstura tekstilne podloge se ne mijenja.

Fotokatalitički kompozitni materijal koji sadrži tkanu ili tekstilnu podlogu koja sadrži celulozu, fotokatalitički sloj, uključujući kompleks silicijum dioksida modificiranog aluminatnim ionima i anatazom modificiranim titanovim dioksidom, i adsorbirajući sloj koji sadrži aluminij oksid bemita, smješten između fotokatalitičkog sloja i tekstila baze, karakteriziraju povećana svojstva adsorpcije u odnosu na polarne i nepolarne hemijska jedinjenja, pokazuje visoku fotokatalitičku aktivnost i antibakterijska svojstva kada je ozračen UV svjetlom. Kao materijal za formiranje adsorbentnog sloja koristi se vodena disperzija aluminijum oksida, koja sadrži nanoveličine čestice aluminijum oksida bemitske strukture u količini od 9,0-9,5 tež.%, rastvor pH 3,8. Koristeći difraktometriju praha, utvrđeno je da nanodimenzionirana glinica ima rombičnu kristalnu strukturu bemita (y-AYOH) (br. 01-083-1506 u bazi podataka PDF-2). Aluminijum oksid bemitske strukture ima razvijenu površinu, visoko elektropozitivno naelektrisanje, ima adsorpciona svojstva u odnosu na polarne i nepolarne hemijske spojeve i sposobnost hvatanja mikroorganizama.

Adsorpciona svojstva fotokatalitičkog kompozitnog materijala ocjenjuju se pomoću dva indikatora: ravnotežne vrijednosti sorpcije zasićenih para benzena i etil acetata uzorcima materijala i graničnog volumena sorpcionog prostora uzoraka materijala u uslovima statičke aktivnosti na temperatura od 25°C. Adsorpcijska svojstva fotokatalitičkog kompozitnog materijala na bazi pamučne tkanine prikazana su u tabelama 1 i 2.

Tabela 1 - Adsorpciona svojstva fotokatalitičkog kompozitnog materijala na bazi pamučne tkanine

fotokatalitički benzen

kompozitni materijal, %

Fotografija- Vezivanje- Adsor- Jednako- Ograničenje-

katalizator SiO2mobentni volumen opruge

zagušenje difi- (Y- vrijednost jesti sorb-

TiO2, ciro-A1OOH) sorpcija

anatazna kupka i boemit aS, mg/g pro-

A1(OH)4-razmaci

25 25 50 104 118

Ravnotežna vrijednost sorpcije zasićenih para hemijskog jedinjenja u uzorku materijala određena je kao odnos količine isparenja hemijskog jedinjenja koju je ovaj uzorak apsorbovao prema masi uzorka. Granični volumen sorpcionog prostora uzorka materijala izračunava se na osnovu ravnotežne vrijednosti sorpcije i gustine hemijskog jedinjenja.

Tabela 2 - Adsorpciona svojstva fotokatalitičkog kompozitnog materijala na bazi pamučne tkanine

Kao što se može vidjeti iz primjera u tabelama 1 i 2, kompozitni materijal s ugrađenim titan dioksidom karakteriziraju povećana svojstva adsorpcije u odnosu na polarne i nepolarne kemijske spojeve zbog povećanja raspoložive površine dva adsorbenta. - nanodisperzni oksidi silicijuma i aluminijuma.

Književnost

1. Materijal za filtriranje-sorbiranje s ugrađenim fotokatalizatorom / M.A. Salyakhova [et al.] // Vestnik Kazanskogo Tehnološki univerzitet. -2013.vol.16. br. 23. - S. 52-53.

2. Fotokemijsko uništavanje tekstilnih materijala / M.A. Salyakhova [et al.] // Bilten Kazanskog tehnološkog univerziteta. - 2013.vol.16. br. 17. - Od 92-93.

3. Šabanova, N.A. Hemija i tehnologija nanodisperznih oksida [Tekst] / N.A. Šabanova, V. V. Popov, P. D. Sarkisov - M.: ICC "Akademkniga", 2007. - 309 str.

Fotokatalizator TiO2, anataz Vezivo SiO2 modifikovan A1(OH)4- Adsorbent (Y-A1OOH) bemit Ravnotežna sorpciona vrednost aS, mg/g Granični volumen sorpcionog prostora WS, cm3/g

25 25 50 134 152

25 30 45 130 148

25 35 40 128 145

30 30 40 126 143

30 35 35 122 139

35 35 30 119 135

© M. A. Salyakhova - dr. sc. cafe plazma-hemijske i nanotehnologije visokomolekularnih materijala KNRTU, [email protected]; I. Sh. Abdullin - doktor tehničkih nauka. nauka, prof., dr. cafe plazma-hemijskih i nanotehnologija visokomolekularnih materijala KNITU, ab(M1m^@k51u.gi; V. V. Uvaev - kandidat hemijskih nauka, generalni direktor KazHimNII OJSC; E. N. Pukhacheva - kandidat tehničkih nauka, Labora br. 5 KazKhimNII dd, [email protected]

©M. A. Salyahova - postdiplomac katedre za plazmakemiju i nanotehnologiju visokomolekularnih materijala KNRTU, [email protected]; I. Sh. Abdullin - doktor tehničkih nauka, profesor katedre za plazmahemiju i nanotehnologije visokomolekularnih materijala KNRTU, i [email protected]; V. V. Uvaev - kandidat tehničkih nauka, generalni direktor Kazanskog hemijskog naučno-istraživačkog instituta; E. N. Pukhacheva - kandidat tehničkih nauka, viši istraživač Laboratorije Kazanskog hemijskog naučno-istraživačkog instituta, [email protected]

Titanijum dioksid. Svojstva, primjena. Načini da se dobije.

Čisti titanijum dioksid (TiO2) je bezbojna kristalna čvrsta supstanca. Uprkos tome što je bezbojan, titanijum dioksid je izuzetno efikasan beli pigment u velikim količinama ako je dobro pročišćen. TiO2 praktično ne apsorbuje upadnu svetlost u vidljivom delu spektra. Svjetlost se ili prenosi ili lomi kroz kristal ili reflektira na površini.

TiO2 je stabilan (najstabilniji od svih poznatih bijelih pigmenata), neisparljiv, nerastvorljiv u kiselinama, alkalijama i rastvorima u normalnim uslovima. Titanov dioksid je vrlo reaktivan na različite spojeve, uključujući i otrovne sadržane u zraku. Zbog svoje inertnosti, titan dioksid nije toksičan i općenito se smatra vrlo sigurnom tvari. Može doći u kontakt sa upakovanom hranom, a u određenim koncentracijama može se koristiti i kao boja za hranu.

TiO2 je polimorfan i javlja se u tri glavna kristalna oblika. Postoje tri oblika, anataz (oktaedrit), rutil i brukit, pri čemu je potonji rijedak u prirodi i iako se ovaj oblik priprema u laboratorijama, nije od komercijalnog interesa.

Rutil dioksid je za oko 30% bolji u raspršivanju svjetlosti (moći skrivanja) od anataza, tako da se potonji koristi mnogo rjeđe. Osim toga, anataz je manje otporan na vremenske uvjete od rutila. Anataz djeluje mnogo lošije u zaštiti polimera (akrilata, plastike) od UV zraka i dovodi do fotokatalize i gubitka svojstava polimera (dolazi do razaranja, blijeđenja, krede, itd.).

Sposobnost raspršivanja

sposobnost pigmenta da reflektuje svetlost u vidljivom delu spektra određenih talasnih dužina. Ovaj indikator za titan dioksid direktno zavisi od prečnika TiO2 čestica. Pri veličini čestica od 0,2 µm, količina raspršene svjetlosti za sve valne dužine je maksimalna. Kako se veličina čestica povećava sa 0,25 na 0,3 µm, rasipanje plave svjetlosti se brzo smanjuje. Ali rasipanje zelene i crvene ostaje praktički nepromijenjeno. Međutim, pri promjeru čestica od 0,15 µm uočava se maksimalno raspršivanje plave boje, dok je rasipanje crvene i zelene mnogo manje.

Upijanje ulja

To je sposobnost čestica pigmenta da zadrže određenu količinu ulja na svojoj površini. Izražava se u gramima na 100 grama pigmenta i obično se kreće od 10 do 20.

moć skrivanja

sposobnost pigmenta, kada je ravnomjerno raspoređen u volumenu, da boju izvornog materijala učini nevidljivom. Pokrivna moć se izražava u gramima pigmenta koji je potreban da bi se boja površine od 1 m2 učinila nevidljivom. Bijeli pigmenti pružaju moć skrivanja raspršivanjem svjetlosnih valova bilo koje valne dužine u vidljivom spektru. Što je ovaj pokazatelj niži, to je niža stopa potrošnje titan dioksida u sastavu.

Boja

svojstvo tijela da izazivaju određeni vizualni osjećaj u skladu sa spektralnim sastavom i intenzitetom vidljivog zračenja koje reflektiraju ili emituju. Suvi titan dioksid karakterizira visoka svjetlina, bjelina, a njegova reflektivnost je bliska onoj kod idealnog difuzora.

Otpornost na svetlost

svojstvo materijala da zadrži svoju boju kada je izložen svjetlosti. Tokom rada, proizvodi, posebno za spoljašnju upotrebu, menjaju svoju prvobitnu boju pod uticajem ultraljubičastih zraka prirodnog svetla i veštačkih izvora svetlosti koji emituju ultraljubičaste zrake.

otpornost na vremenske uslove

svojstvo polimernih kompozicija da se odupru destruktivnom djelovanju sunčeve svjetlosti, kiše, mraza, snijega, vjetra i drugih atmosferskih faktora (na primjer, plinova i prašine koji zagađuju niže slojeve atmosfere).

Površinska obrada je neophodna kako bi se povećala otpornost na vanjske utjecaje. Neorganski (Al2O3, SiO2) povećava otpornost čestica titan dioksida na napad kiseline, što može dovesti do uništenja čestica pigmenta. Organska obrada poboljšava distribuciju čestica pigmenta u zapremini kompozicije.

Fizička svojstva titan dioksida

Čisti titan dioksid je bezbojna kristalna tvar koja postaje žuta kada se zagrije. U fino usitnjenom stanju, to je bijeli prah. Praktično nerastvorljiv u vodi i mineralnim kiselinama, osim fluorovodonične i koncentrovane sumporne. Tačka topljenja rutila: 1870°C. Tačka ključanja za rutil: 2500°C. Gustina na 20°C za rutil: 4,235 g/cm3.

Hemijska svojstva titan dioksida

Titan dioksid je amfoterni oksid, odnosno pokazuje i kisela i bazična svojstva.

Polako reaguje sa koncentriranom sumpornom kiselinom, otapajući se u njoj sa stvaranjem odgovarajućeg sulfata:

TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O

Također, titanov dioksid se postepeno otapa u koncentriranim alkalnim otopinama, na primjer, u natrijum hidroksidu, formirajući titanate (derivati titanske kiseline):

TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3 + H2O

Kada se titanov dioksid zagrije u atmosferi amonijaka, nastaje titanov nitrid:

4TiO2 + 4NH3 = 4TiN + 6H2O + O2

Jaka redukcijska sredstva, kao što su aktivni metali (Ca, Mg, Na), ugljik ili vodonik na visoke temperature titan dioksid se reducira u niže okside. Kada se zagrije s ugljikom u atmosferi hlora, nastaje titanijum tetrahlorid TiCl4 - ova tehnika se koristi u industrijskom obimu za prečišćavanje titana od raznih vrsta nečistoća.

Toksična svojstva titan dioksida

Budući da je hemijski inertan, titanijum dioksid je supstanca niske opasnosti. Može ući u tijelo u obliku aerosola udisanjem ili gutanjem.

Područja upotrebe

Boje i lakovi:

ukrasne, arhitektonske boje; emulzione polusjajne boje; emulzione sjajne boje; prajmeri, podloge, kitovi; boje na bazi rastvarača - sjajne; gipsane otopine; silikatne boje; Premazi za drvne materijale; cementni malter; industrijske boje; žbuka na bazi sintetičkih smola; polimerni premazi; Boje za popravke; sitnozrnate boje u prahu; uv / uv - otvrdljive boje; boje stvrdnute kiselinskim učvršćivačem; premazi u prahu; poliuretanski premazi; epoksidni premazi; Boje za označavanje cesta; Boje za premaze brodova; visoko punjene boje; galvanizirane boje; štamparske boje.

plastike:

polivinil klorid visoke čvrstoće (za prostorije); guma; termoplastični; termoreaktivna plastika; plastike na bazi nezasićenih poliestera; elastomeri, guma; podne obloge (linoleum)

Papir i karton:

papirnati omoti; tapeta; parafinski papir; papir u boji

Sintetička vlakna / tkanine:

za matiranje upredenih vlakana

kozmetika:

pasta za zube, sapun itd.

Prehrambena industrija:

karamela, žvakaća guma, šećer u prahu i rafinirani, žablji krakovi, piletina, svinjetina i goveđi jezici, odojci, brašno, tijesto, šećer u prahu, džemovi, milkshake, sir, sirutka, kondenzirano mlijeko, bilo koja riba i morski proizvodi, itd.

Farmaceutska industrija:

pigmentni titan dioksid, visoke hemijske čistoće, za postizanje visokog efekta izbeljivanja i skrivanja u farmaceutskoj industriji.

Tinta za štampanje:

za povećanje otpornosti premaza na vremenske utjecaje

katalizator:

titanijum dioksid se može koristiti kao katalizator, kao fotokatalizator i kao inertni keramički osnovni materijal za aktivne komponente.

Ostala područja upotrebe:

konzerviranje drva (poboljšanje otpornosti na vremenske utjecaje optičkim filtriranjem sunčevog zračenja štetnog za drvo), punjenje gume, staklenih emajla, stakla i staklokeramike, elektrokeramike, pročišćavanja zraka, tokova za zavarivanje, tvrdih legura, hemijskih međuproizvoda, materijala koji sadrže titan dioksid, pogodni za visoke primjene na temperaturi (npr. zaštita od požara peći s prisilnim vukom), analitička i eksperimentalna tečna hromatografija, dekorativni beton (za izbjeljivanje cementne boje)

Glavne primjene titan dioksida:

proizvođači boja i lakova, posebno titan bijela - 57% ukupne potrošnje (rutil titan dioksid ima veća svojstva pigmenta - postojanost svjetlosti, sposobnost izbjeljivanja itd.)

proizvodnja plastike - 21%

proizvodnja laminiranog papira - 14%

Ostale primjene titan dioksida su u proizvodnji gumenih proizvoda, proizvodnji stakla (toplinsko otporno i optičko staklo), kao vatrostalnog materijala (premaz elektroda za zavarivanje i premazi kalupa), u kozmetici (sapun i dr.), u prehrambenoj industriji (aditiv za hranu E171).

Titanijum dioksid se može koristiti za pravljenje solarnih panela – pretvaranje sunčeve svetlosti u električnu energiju; za proizvodnju vodonika; u oblasti elektronike za pseudokondenzatore itd..

Kako doći

Pigmenti titan dioksida postoje u dva oblika - anatazu i rutilu i proizvode se prema dvije tehnološke sheme: sulfatnoj i klornoj metodi.

U poređenju sa sulfatnom metodom, kloridna metoda je ekološki prihvatljivija i savršenija zbog mogućnosti izvođenja procesa u kontinuiranom režimu, što podrazumijeva potpunu automatizaciju proizvodnje. Međutim, selektivan je za sirovine, a zbog upotrebe hlora i visokih temperatura zahteva upotrebu opreme otporne na koroziju.

Metoda hlora:

Metoda klora za proizvodnju titan dioksida je da je sirovina (poluproizvod) titan tetrahlorid. Titan dioksid se iz njega može dobiti hidrolizom ili spaljivanjem na visokoj temperaturi. Titan tetrahlorid hidrolizira kada se zagrije vodeni rastvori, ili u gasnoj fazi pod dejstvom vodene pare.

sulfatna metoda:

Tehnologija proizvodnje sastoji se od tri faze:

dobijanje rastvora titanijum sulfata (obradom ilmenitnih koncentrata sumpornom kiselinom). Kao rezultat, dobije se mješavina titan-sulfata i željeznih sulfata (II) i (III), potonji se reducira metalnim željezom do oksidacijskog stanja željeza +2. Nakon oporavka na bubanj vakuum filtera, rastvori sulfata se odvajaju od mulja. Gvožđe(II) sulfat se odvaja u vakuum kristalizatoru.

hidroliza rastvora soli titan sulfata. Hidroliza se izvodi metodom uvođenja jezgara (pripravljaju se taloženjem Ti (OH) 4 iz rastvora titan-sulfata sa natrijum hidroksidom). U fazi hidrolize dobijene čestice hidrolizata (hidrati titan dioksida) imaju visok kapacitet adsorpcije, posebno u odnosu na soli Fe3+, zbog čega se u prethodnoj fazi feri željezo redukuje u željezo. Promjenom uslova hidrolize (koncentracija, trajanje faza, broj jezgara, kiselost itd.) moguće je postići prinos čestica hidrolizata sa željenim svojstvima, ovisno o namjeravanoj primjeni.

toplinska obrada hidrata titan dioksida. U ovoj fazi, variranjem temperature sušenja i upotrebom aditiva (kao što su cink oksid, titanijum hlorid i drugim metodama, može se izvršiti rutilizacija (tj. transformacija titanovog oksida u modifikaciju rutila). Za termičku obradu, rotacijski rotirajući). Koriste se bubnjeve peći dužine 40-60 m. termičkom obradom isparava se voda (titanijum hidroksid i titan oksid hidrati se pretvaraju u oblik titan dioksida), kao i sumpor dioksid.

Rudarstvo titanijum dioksid

Posljednjih godina, proizvodnja titan dioksida u Kini je porasla izuzetno brzo.

U Rusiji se pigment titan dioksid ne proizvodi, ali se proizvode tehničke klase koje se koriste u metalurgiji. Na teritoriji ZND, titanijum dioksid u Ukrajini proizvode preduzeća "Sumykhimprom", grad Sumi, "Krimski titan", grad Armjansk) i KP "Titan-magnezijum kombinat" (Zaporožje). Sumski državni institut za mineralna đubriva i pigmente (MINDIP) u svojim istraživačkim radovima posebnu pažnju posvećuje tehnologijama za proizvodnju titan oksida (IV) sulfatnom metodom: istraživanje, razvoj novih brendova, modernizacija tehnologije i instrumentacija procesa.

Biti u prirodi

U čistom obliku se u prirodi javlja u obliku minerala rutila, anataza i brukita (u strukturi prva dva imaju tetragonalni sistem, a posljednji rombičnu singoniju), pri čemu je glavni dio rutil.

Treće najveće nalazište rutila na svetu nalazi se u Rasskazovskom okrugu u Tambovskoj oblasti. Velika nalazišta se takođe nalaze u Čileu (Cerro Bianco), kanadskoj provinciji Kvebek, Sijera Leone.

U modernom svijetu, industrija titana se brzo razvija. Izvor je nastanka velikog broja supstanci koje se koriste u raznim industrijama.

Karakteristike titanijum dioksida

Titan dioksid ima mnogo imena. To je amfoterni oksid tetravalentnog titanijuma. On igra važnu ulogu u razvoju industrije titana. Samo pet posto titanijumske rude se koristi za proizvodnju titanijum oksida.

Tu je veliki broj modifikacije titanijum dioksida. U prirodi postoje kristali titana koji imaju oblik romba ili četverokuta.

Formula titanijum dioksida je predstavljena na sledeći način: TiO2.

Titanov dioksid se široko koristi u raznim industrijama. Poznat je u cijelom svijetu kao dodatak ishrani kao što je E-171. Međutim, ova komponenta ima niz negativnih efekata, što može ukazivati na to da je titan dioksid štetan za ljudski organizam. Poznato je da ova komponenta ima svojstva izbjeljivanja. Ovo može biti dobro u proizvodnji sintetičkih deterdženata. Šteta za ljudsko tijelo ovog dodatka prehrani je prijetnja za jetru i bubrege.

AT Prehrambena industrija postoji mogućnost štete od titan dioksida. Njegovom prekomjernom upotrebom proizvodi mogu dobiti nepoželjnu nijansu, koja će samo odbiti potrošače.

Titanijum dioksida ima dovoljno nizak nivo toksičnost.

Može postati toksičan u interakciji s drugim komponentama bilo kojeg proizvoda. Upotreba proizvoda s visokim sadržajem toksina može dovesti do trovanja ili čak smrti. Stoga je vrlo važno znati s kojim elementima ne smijete koristiti titanov oksid.

Svojstva titan dioksida

Titan dioksid ima veliki broj svojstava karakterističnih za njega. Oni određuju mogućnost njegove upotrebe u različitim industrijama. Titanijum dioksid ima sledeća svojstva:

odličan stepen izbeljivanja raznih vrsta materijala,
dobro stupa u interakciju sa supstancama koje su namijenjene formiranju filma,
otpornost na visoki nivo vlažnost i uslovi okoline,
nizak nivo toksičnosti,
visok nivo otpornosti sa hemijske tačke gledišta.

Dobivanje titanijum dioksida

Godišnje se u svijetu proizvede više od pet miliona tona titan dioksida. Nedavno je Kina znatno povećala svoju proizvodnju. Svjetski lideri u nabavci ove supstance su SAD, Finska, Njemačka. Upravo te države imaju velike mogućnosti da prime ovu komponentu. Izvoze ga u različite zemlje mir.

Titanov dioksid se može dobiti na dvije glavne metode:

1. Proizvodnja titan dioksida iz ilmenit koncentrata.

U proizvodnim pogonima, proces dobijanja titan oksida je tako podijeljen u tri faze. Na prvom od njih, ilmenitski koncentrati se prerađuju sumpornom kiselinom. Kao rezultat, formiraju se dvije komponente željezni sulfat i titanijum sulfat. Zatim vrši povećanje nivoa oksidacije gvožđa. Sulfati i mulj se odvajaju u posebnim filterima. U drugoj fazi vrši se hidroliza sulfatnih soli titanijuma. Hidroliza se provodi korištenjem jezgara iz sulfatnih otopina. Kao rezultat, nastaju hidrati titan oksida. U trećoj fazi se zagrijavaju na određenu temperaturu.

2. Proizvodnja titan dioksida iz titan tetrahlorida.

U ovoj vrsti dobijanja supstance postoje tri metode koje su predstavljene:

hidroliza vodenih rastvora titanijum tetrahlorida,
hidroliza titanijum tetrahlorida u parnoj fazi,
termička obrada titanijum tetrahlorida.

Table. Proizvođači titan dioksida.

Kompanija	Obim proizvodnje, hiljada tona
DuPont Titanium Technologies	1150
National Titanium Dioxide Co.	N / A
doo (kristal)	705
Huntsman Pigments	659
Tronox Inc.	642
Kronos Worldwide Inc.	532
Sachtleben Chemie GmbH	240
Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd	230

AT savremeni svet titanov oksid se aktivno koristi u raznim industrijama.

Primjena titan dioksida ima sljedeće:

Proizvodnja boja i lakova. U većini slučajeva, na bazi ove komponente proizvodi se titan bijela.
upotreba u proizvodnji plastičnih materijala.
proizvodnja laminiranog papira,
Proizvodnja kozmetičkih dekorativnih proizvoda.

Titan oksid je također našao široku primjenu u prehrambenoj industriji. Proizvođači ga dodaju u svoje proizvode kao jednu od komponenti boja za hranu. U hrani se to praktično ne osjeća. Proizvođači ga dodaju u minimalnim količinama kako bi se njihovi proizvodi bolje uskladištili i imali atraktivan izgled.