산화 티탄 (IV)를 가진 화학식 티오 인 고체 무기 성 백색 2 가 또한 이산화 티탄으로 알려져 있으므로. 루틸, 아나타제 및 브루 카이트의 세 가지 결정 형태로 존재합니다. 본질적으로 철, 크롬 또는 바나듐과 같은 불순물의 존재로 인해 일반적으로 착색되지만 순수한 TiO 2 가 흰색 안료로 사용됩니다.
그 특성 중 TiO 2 의 용해도 는 화학적 및 열적 이력에 크게 좌우 된다는 점을 강조 할 수 있습니다 . 뿐만 아니라 고온 (900ºC)으로 가열하면 화학적으로 불활성이됩니다. 가장 중요한 공급원은 일메 나이트 (철 및 산화 티탄), 금홍석 및 아나타제입니다.
이산화 티탄 분말. 원래 업 로더는 English Wikipedia의 Walkerma였습니다.
주로 안료로 사용하기에 적합한 등급으로 생산되어 백색 불투명도와 광택이 필요한 응용 분야에서 우수한 광산란 특성을 보장합니다.
또한 투명성과 최대 자외선 (UV) 흡수가 필요한 응용 분야를 위해 초박형 소재로 생산됩니다. 예를 들어, 피부용 자외선 차단제 성분으로. 여기에서 TiO 2 는 필터 역할을하여 이러한 광선의 흡수를 차단합니다.
화학적 불활성으로 인해 선호되는 백색 안료입니다. 그러나 미국 식품의 약국 (FDA)은 식품 및 화장품에서의 안전한 사용을위한 매개 변수를 설정했습니다.
먼지를 흡입하면 폐에 축적 될 수 있기 때문에 산화 티타늄 먼지에 대한 노출에도 제한이 있습니다.
구조
TiO 2 에는 루틸, 아나타제 및 브루 카이트의 세 가지 결정질 변형이 있습니다. 이 결정질 품종은 모두 자연에서 발견됩니다.
루틸
Rutile 은 셀당 2 개의 TiO 2 단위로 정방 정계에서 결정화됩니다 . 티타늄은 팔면체로 조정됩니다. 금홍석은 열량 측정 연구에 의해 열적으로 가장 안정적인 결정 형태 인 것으로 나타났습니다.
금홍석 결정 구조. 회색 공 : 티타늄, 분홍색 공 : 산소. 솔리드 스테이트 출처 : Wikipedia Commons
아나타제
이 형태는 또한 정방 정계에서 결정화되지만 아나타제는 각 티타늄 원자에 대해 산소 원자의 고도로 왜곡 된 팔면체 형태로 발생하며, 그 중 두 개는 상대적으로 더 가깝습니다. 그것은 각 결정 셀에 대해 4 단위의 TiO 2 를 가지고 있습니다.
아나타제의 결정 구조. Benjah-bmm27 출처 : Wikipedia Commons
Brookite
그것은 각 결정 셀에 대해 8 개의 TiO 2 단위 로 사방 정계에서 결정화됩니다.
속성
몸 상태
결정질 고체.
모스 경도
루틸 : 7-7.5.
아나타제 : 5.5-6.
분자 무게
79.87g / 몰.
녹는 점
루틸 : 1830-1850 ° C
Anatase : 가열하면 금홍석이됩니다.
밀도
루틸 : 4,250g / cm 3
아나타제 : 4.133g / cm 3
브루 나이트 : 3,895g / cm 3
용해도
물과 유기 용제에 불용성. HF 및 뜨거운 농축 H 2 SO 4에 천천히 용해 됩니다. HCl 및 HNO 3에 불용성 .
pH
7.5.
굴절률
루틸 : 550nm에서 2.75.
아나타제 : 550nm에서 2.54.
그것은 모든 무기 안료 중 가장 높은 굴절률을 가지고 있습니다.
기타 속성
Anatase는 700ºC 이상의 온도에서 금홍석으로 빠르게 변환됩니다. 티오 2 약한 염기, 불화 수소산 및 뜨거운 황산으로 900 ° C에서 하소 용해되었다. 약한 무기산이나 유기산의 공격을받지 않습니다. 쉽게 환원되거나 산화되지 않습니다.
아나타제와 루틸은 광대역 반도체이지만 전기 전도도는 결정의 불순물과 결함에 따라 달라집니다.
명명법
-이산화 티탄
-루틸
-아나타제
-브루 키타
-티타니아
응용
백색 안료
티타늄 (IV) 산화물의 가장 중요한 용도는 페인트, 래커, 접착제, 플라스틱, 종이 및 인쇄 잉크를 포함한 다양한 제품에서 백색 안료로 사용됩니다. 이것은 높은 굴절률과 화학적 불활성 때문입니다.
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백색 안료로 사용되는 이산화 티타늄은 고순도 여야합니다. 불투명도와 밝기는 빛을 산란시키는 능력에서 비롯됩니다. 다이아몬드보다 더 밝습니다. 금홍석과 아나타제 만이 좋은 착색 특성을 가지고 있습니다.
플라스틱
플라스틱에서 TiO 2 는 빛에 노출 될 때 발생할 수있는 취성과 균열을 최소화합니다.
그것은 재료에 UV 보호를 제공하기 때문에 옥외 PVC 플라스틱 제품 제조에서 가장 중요한 안료입니다.
이 경우 최적의 결정 형태는 금홍석입니다. 이 응용에서 루틸 은 PVC의 분해에서 TiO 2 의 광촉매 효과를 최소화하기 위해 지르코늄, 실리카 또는 알루미늄으로 표면 코팅을해야합니다 .
기타 용도
다른 용도로는 강철 및 주철에 사용되는 유리 에나멜이 포함되어 불투명도와 산에 대한 내성을 부여합니다.
섬유 산업에서는 방적 중에 쉽게 미끄러지도록 원사 가이드에 사용됩니다. 나사산과 가이드 사이의 마찰은 정전기를 발생시킵니다. 이를 소멸 시키려면 더 높은 전기 전도성을 갖기 위해 TiO 2 를 1300ºC에서 태워야합니다.
다른 용도로는 인쇄 잉크, 고무, 직물, 가죽, 합성 섬유, 세라믹, 흰색 시멘트, 바닥재 및 루핑 재료의 착색이 있습니다. 종이 코팅으로서 TiO 2 는 더 하얗고 더 밝고 불투명하게 만듭니다.
화장품에 사용되어 피부 결점을 덮고 치약과 비누를 하얗게 만드는 데 사용됩니다.
빛의 영향으로 인한 조기 분해로부터 식품, 음료, 보충제 및 의약품을 보호하여 제품 수명을 연장합니다.
유리, 세라믹 및 전기 세라믹 생산의 구성 요소입니다. 전기 회로의 요소에 사용됩니다. 자동차 배기 시스템의 산소 센서에도 사용됩니다.
Ultrafine TiO 2 는 자외선 (UV) 광선 (UV-A 및 UV-B)을 강력하게 흡수하기 때문에 자외선 차단제의 구성 요소로 사용됩니다. UV-A 광선은 주름과 피부 노화를 유발하고 UV-B는 화상과 홍반을 유발합니다.
TiO 2 나노 입자 는 화학 반응 촉매의지지 물질로 사용됩니다.
Anatase는 유기 화합물을 산화시키는 효과적인 광촉매입니다. 입자가 작을수록 더 효과적입니다.
참고 문헌
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