二氧化钛

二氧化钛（化学式：TiO₂）白色固体或粉末状两性氧化物，分子量：79.83，白色无机颜料，无毒、最佳的不透明性、白度和亮度最好，被认为是当今世界上最好的白色颜料。二氧化钛附着力强，不容易发生化学变化，永远是白色的。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。它有很高的熔点，也用于制造耐火玻璃釉料和搪瓷、陶土、耐高温实验用具等。

二氧化钛

同时，二氧化钛具有良好的紫外线屏蔽效果，常被混入纺织纤维中作为防晒剂超细二氧化钛粉末还被添加到防晒霜中，制成防晒化妆品。

二氧化钛可以通过酸分解从金红石中提取，或者从四氯化钛分解中获得。二氧化钛性质稳定，广泛用作油漆中的白色颜料它具有良好的隐藏能力，类似于铅白，但不同于铅白，它会变成黑色；像锌白一样持久。二氧化钛也用作珐琅的消光剂，可以产生非常明亮的、坚硬耐酸搪瓷釉面。 www.qwbaike.cn

二氧化钛通常被分类为锐钛矿型（锐钛矿，缩写为a型）和金红石型（金红石，简称R型） www.qwbaike.cn

2017年10月27日，初步整理了世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物名单，供参考，二氧化钛在2B类致癌物名单中。 www.qwbaike.cn

相对密度：在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，在同质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。

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介电常数：二氧化钛由于其高介电常数而具有优异的电性能。在确定二氧化钛的某些物理性质时，要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。例如，金红石的介电常数随着晶体的方向而变化平行于C轴时，测得的介电常数为180，与此轴成直角时为90，其粉末平均值为114。锐钛矿型二氧化钛的介电常数相对较低，只有48。

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电导率：二氧化钛具有半导体的性质，电导率随着温度的升高而迅速增加，对缺氧也非常敏感。例如，金红石型二氧化钛在20℃时仍是电绝缘体，但加热到420℃时，其电导率增加了107倍。氧含量的轻微减少将对其导电性产生特殊影响根据二氧化钛的化学组成，（TiO2）电导率10s/六英尺七英寸.9995的电导率高达10s/cm。金红石型二氧化钛的介电常数和半导体特性对电子工业非常重要，电子工业利用上述特性生产陶瓷电容器等电子元件。 www.qwbaike.cn

硬度：根据莫氏硬度标度10，金红石型钛白粉为6~6.5，锐钛矿型二氧化钛为5.5~6.0，所以为了避免在化纤消光时磨损喷丝孔，采用锐钛矿型。 www.qwbaike.cn

熔点和沸点：因为锐钛矿和锐钛矿二氧化钛在高温下会转化为金红石，所以锐钛矿二氧化钛和锐钛矿二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型钛白粉有熔点和沸点，金红石型钛白粉的熔点为1850℃、空气中的熔点（1830±15）℃、富氧中的熔点为1879℃，与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为（3200 300）k，二氧化钛在这种高温下有轻微的挥发性。 www.qwbaike.cn

吸湿性：

二氧化钛虽然亲水，但吸湿性不是很强，金红石型比锐钛矿型小。 www.qwbaike.cn

二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有关，表面积大，吸湿性高。 www.qwbaike.cn

二氧化钛的吸湿性还与表面处理和性质有关。

热稳定性： www.qwbaike.cn

二氧化钛是一种热稳定性好的物质，一般用量为0.01%～0.12%

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物理结构：金红石型、锐钛矿型；结晶系、四方晶系。

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晶格常数：A轴0.458，c轴0.795，A轴0.378，c轴0.949

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a轴：7.19X10 2.88~10 www.qwbaike.cn

c轴：9.94X10 6.44~10 www.qwbaike.cn

并与熔融碳酸钡生成偏钛酸钡（加入氯化钡或碳酸钠作为助溶剂） www.qwbaike.cn

TiO2 BaCO3=BaTiO3 CO2↑ www.qwbaike.cn

不溶于水或稀硫酸，但溶于热浓硫酸或熔融硫酸氢钾： www.qwbaike.cn

二氧化钛硫酸=硫酸钛H2O

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将二氧化钛溶解在热浓硫酸中得到的溶液虽然呈酸性，但加热煮沸可以水解得到酸不溶性溶液、碱性水合二氧化钛（β型钛酸）如果向新制备的钛的盐酸溶液中加入碱，可以获得新鲜的水合二氧化钛（α型钛酸）其反应活性高于β型钛酸，能溶于稀酸和浓碱。在溶解于浓氢氧化钠溶液后，化学式Na2TiO3可从溶液中分离出来·H2O水合钛酸盐。

将二氧化钛和碳粉压制成球团，焦化并加热至1070℃-在1170K时，可以制备气态四氯化钛。

TiO 2 2cl 2 c=TiCl 4↑2CO↑ www.qwbaike.cn

这个反应对提取钛非常重要，镁或钠可以简单地还原四氯化钛。

二氧化钛和氯化钴（光气）SOCl2（二氯亚砜）CHCl3（三氯甲烷）CCl4（四氯化碳）异氯化试剂的反应也可用于制备四氯化钛：

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TiO2 CCl4=TiCl4↑ 2CO2↑（反应在770K时完成） www.qwbaike.cn

1、表面超亲水性

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认为TiO2 2表面的超亲水性是由其表面结构在光照下的变化引起的。在紫外光照射下，TiO 2的价带电子被激发到导带，电子和空穴迁移到TiO 2表面，在表面产生电子空穴对电子与Ti反应，空穴与表面桥氧离子反应，分别形成正三价钛离子和氧空位。此时，空气中的水解被吸附在氧空位中，成为化学吸附水（表面羟基）化学吸附水可以进一步吸附空气中的水分，形成物理吸附层。

2、表面羟基

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与其他半金属半导体材料的金属氧化物相比，TiO2 2中的Ti-O键极性大，表面吸附的水因极化而解离，容易形成羟基。这种表面羟基可以改善TiO2 2作为吸附剂和各种单体的性能，为表面改性提供了方便。 www.qwbaike.cn

3、表面酸碱性

在改性过程中，Al经常被添加到TiO2 2中、Si、ZnAl或Si等氧化物单独存在时没有明显的酸碱性，但与TiO2 2结合时呈强酸性和碱性，因此可以制备固体超强酸。 www.qwbaike.cn

4、表面电性

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液态二氧化钛颗粒（尤其是极性的）由于介质中存在表面电荷，相反的电荷会被吸附形成扩散双电层，增加了颗粒的有效直径当粒子相互靠近时，由于各向同性的电荷而相互排斥，有利于分散体系的稳定。例如，用al2o 3包覆的TiO 2表面带正电荷，而用SiO 2处理的TiO 2表面带负电荷。 www.qwbaike.cn

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气相氧化法

使用923K的干燥氧气-1023K时的气相氧化： www.qwbaike.cn

TiCl4 O2=TiO2 2Cl2

硫酸法

首先，使用磨细的钛铁矿和硫酸（浓度≥80%，温度343K-353K）在持续通入空气和搅拌的条件下反应，制备可溶性硫酸盐： www.qwbaike.cn

胎儿3h2so 4=二氧化钛粪便4h2o www.qwbaike.cn

因为这个反应是放热的，反应激烈的时候温度可以达到473K。

制备二氧化钛时，关键步骤是水解钛液：

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硫酸亚铁2H2O=二氧化钛·H2O↓硫酸 www.qwbaike.cn

钛液的浓度、酸度‘温度会影响水解反应浓度越小，酸度越小，温度越高，越容易发生反应。为了提高温度，反应往往在压力下进行，这样也可以使析出的颗粒更加致密，使产品具有更好的物理性能。 www.qwbaike.cn

二氧化钛制备中钛含量的测定 www.qwbaike.cn

测量时，首先将铝片放入钛液中，放入钛（IV）还原成Ti，Ti的还原能力比Sn强，能还原Fe。因此，使用KSCN作为指示剂，用标准铁溶液滴定钛的含量。滴定时，铁离子稍过量就会产生血红色[FeSCN]此时，达到滴定终点。

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根据波长的不同，紫外线分为190 ~ 280 nm的短波区域、中波区280 ~ 320纳米、长波区域320 ~ 400纳米。短波区域的紫外线能量最高，但穿过臭氧层时被阻挡所以对人体造成伤害的一般是中波区和长波区的紫外线。

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二氧化钛抗紫外线能力强是因为它的高折射和高光活性。其抗紫外线能力和机理与其粒径有关：当颗粒尺寸较大时，紫外线被反射阻挡、散射占优势，对中波和长波区域的紫外线都有效。防晒的机理是简单的遮盖，属于一般的物理防晒，防晒能力较弱；随着粒径的减小，光可以透过二氧化钛的颗粒表面，反射长波区域的紫外线、散射不明显，但对中波区紫外线的吸收明显增强。它的防晒机理是吸收紫外线，主要吸收中波区的紫外线。可见二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理是不同的长波区紫外线的主要屏障是散射，中波区紫外线的主要屏障是吸收。 www.qwbaike.cn

由于纳米二氧化钛的小粒径和高活性，它不仅可以反射、散射紫外线，同时也吸收紫外线，对紫外线有更强的阻挡能力。

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二氧化钛的紫外线吸收机理可能是：纳米二氧化钛的电子结构由空轨道形成的价电子带和导带组成，在紫外光照射下比其禁带宽度更宽（约为3.2eV）高能量的光被吸收，激发价带电子到导带结果价带缺少电子，出现空穴，形成电子空穴对，容易移动，活性强。一方面，这种电子空穴对可以在各种氧化还原反应发生时相互复合，以热或荧光的形式释放能量，另一方面，它们可以离解成自由迁移到晶格表面或晶格中其他反应位点的自由空穴和自由电子，并立即被表面基团捕获。正常情况下，二氧化钛会被地表水活化生成羟基捕捉自由空穴，形成羟基自由基，自由电子很快与吸收的氧气结合生成超氧自由基，从而杀死周围的细菌和病毒。可见光紫外线照射、表面水活化度和吸氧速率是二氧化钛光活性的三个基本条件。正是因为纳米二氧化钛吸收紫外线后会产生自由基，加速皮肤老化，对皮肤造成伤害。因此，在使用纳米TiO 2作为防晒剂时，应从削弱或消除三个基本条件入手，削弱或完全消除其光活性，从而降低其危害。 www.qwbaike.cn

工业应用

二氧化钛是一种重要的白色颜料和瓷釉。用于油漆、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤、水彩颜料等行业。 www.qwbaike.cn

二氧化钛是世界上最白的东西一克二氧化钛可以覆盖超过450平方厘米的面积

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得雪白。比常用的白色颜料要好—立德粉白五倍，所以是白漆的最佳颜料。世界上二氧化钛用作颜料的量从一年多到几十万吨不等。可以在纸中加入二氧化钛，让纸变得白色不透明，效果比其他物质大10倍所以钞票纸和铜版纸都要加二氧化钛。 www.qwbaike.cn

为了减轻塑料的颜色，软化人造丝的光泽，有时会加入二氧化钛。

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在橡胶工业中，二氧化钛也用作白色橡胶的填料。

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半导体二氧化钛的光化学特性使其在许多领域都很有用，比如空气、水和流体的净化。掺杂碳或其他杂原子的光催化剂也可用于密封空间或有散射光源的区域。用于建筑、人行石板、在混凝土墙或屋顶瓦的涂层中，它们会明显增加对空气的污染，如氮氧化物、芳香烃和醛的分解。 www.qwbaike.cn

此外，它还被广泛用于生产防晒霜，对人体无毒无害。

超细二氧化钛具有优异的紫外线屏蔽性和透明性。广泛用于化妆品、木器保护、食品包装塑料、耐久性家用薄膜、人造纤维和天然纤维、透明涂料中。由于其在金属闪光漆中特殊的光学效果，在高级车漆中得到了重视和应用。

食品应用

美国美国食品药品监督管理局规定二氧化钛可以作为所有食品白色颜料，最大用量为1g/kg Sec秒秒.( 73)575二氧化钛。色素添加剂二氧化钛可安全地用于一般有色食品中，但须遵守以下规定：

1）二氧化钛的量不超过食物重量的1% www.qwbaike.cn

2）根据该法第401条公布的特殊标准，除非有类似的标准允许添加色素，否则不得使用有色食品。 www.qwbaike.cn

3）对于有色食品，食用色素添加剂二氧化钛可以含有适当的稀释剂作为安全的色素添加剂，如下：二氧化硅，作为分散助剂，含量不超过2%

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产品适应：凉果类、果冻、油炸食品、可可制品、巧克力、巧克力制品、硬制糖果、抛光糖果、胶基糖果、膨化食品、糖果巧克力产品的涂层、蛋黄酱、沙拉酱、果酱、固体饮料、魔芋凝胶食品等。 www.qwbaike.cn

净化空气

二氧化钛作为轻型涂料的催化剂，不仅是一种环境安全的清洁剂，而且还起到了节约能源和保护环境资源的作用。 www.qwbaike.cn

早期的日本和英国科学家将二氧化钛涂在城市道路的铺路石上，以清洁道路上的空气。二氧化钛可以和沥青混合，减少空气中的污染物。当汽车经过时，含有二氧化钛的混凝土或沥青可以净化空气，消除25的汽车尾气排放%到45%的氮氧化物。当二氧化钛涂在混凝土表面时，净化空气的效果也很显著。 www.qwbaike.cn

2012年5月，英国科学家提出了一个大胆的想法他们以为可以将足够的二氧化钛喷入平流层反射太阳光，从而达到给地球降温的目的，可以有效抵消全球变暖带来的各种不利气候因素。

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由于二氧化钛能有效反射阳光直射，且性质稳定，覆盖能力好，如果喷洒在平流层，能长期发挥作用。英国科学家提出，这种化学物质可以通过高空气球带入平流层，然后释放二氧化钛一旦均匀分布在地球的平流层，就能有效反射太阳光，从而使地球降温。 www.qwbaike.cn

英国咨询公司戴维森科技的总裁、化学工程师彼得·戴维森是这个项目的负责人他说，只需要将300万吨二氧化钛输送到地球的平流层，就可以在地球的平流层形成一个1毫米厚的保护层，但它所能发挥的作用是巨大的-足以抵消目前大气中二氧化碳含量两倍所造成的温室效应。 www.qwbaike.cn

防晒化妆品

由于紫外线对人体伤害很大，发达国家近年来更加重视防晒产品的研究、发展，推出了多种抗紫外线纤维、塑料、薄膜、油漆和防晒霜、粉底、口红、摩丝、烘焙油膏等防晒化妆品。中国近年来也加大了防晒化妆品的研发和生产。 www.qwbaike.cn

但是，过去大部分防晒剂都是二苯甲酮、邻氨基苯甲酮类、水杨酸酯类、对氨基苯甲酸类、有机化合物，如肉桂酸酯，是不稳定的、寿命短，副作用大，有一定的毒性和刺激性如果过量添加，会引起化学过敏，甚至导致皮肤癌。纳米二氧化钛是一种无机成分，具有优异的化学稳定性、热稳定性不迁移和强消色差能力、遮盖力腐蚀性低分散性好无毒、无味、无刺激性，使用安全，还具有杀菌除臭的功能。更重要的是，如上所述，纳米二氧化钛可以吸收紫外线并将其发射出去、它散射紫外线，所以抗紫外线能力强与同剂量的有机抗紫外剂相比，其在紫外区的吸收峰更高；而且纳米TiO 2在中波和长波区域都能阻挡紫外线，不像有机抗紫外线剂只能阻挡中波或长波区域的紫外线。特别是由于其颗粒细小，成品透明度高，能透过可见光，加入化妆品中皮肤洁白自然，克服了某些有机物或颜料级二氧化钛不透明，使皮肤显得不自然苍白的缺陷。正因为如此，纳米TiO 2受到了广泛的关注，并逐渐取代了一些有机抗紫外线剂，成为防晒化妆品中性能优越的物理屏蔽抗紫外线剂。 www.qwbaike.cn

如今，发达国家的防晒化妆品市场已经显示出强大的生命力。1999-在2000年，美国的年销售量已经达到了7.37、7.65亿美元，英国达到2.45、2.7亿美元，而近年来分别为20%10%以上的速度增长，其中纳米二氧化钛的数量也逐年大幅增加。 www.qwbaike.cn

从防晒化妆品的发展趋势来看，一是无机防晒取代有机防晒，二是仿生防晒。后者价格昂贵，现在很难普及前者由于价格适中，防晒性能优越，被普遍看好。 www.qwbaike.cn

金红石型在高能（较短波长）辐射吸收能量大于锐钛矿型二氧化钛，换句话说，对于金红石型二氧化钛来说，在紫外具有很强的杀伤力-波长段内（350-400nm）其对紫外线的反射率远低于锐钛矿型二氧化钛在这种情况下，对周围的成膜物质是有害的、树脂和其他物体共享的紫外线要少得多，所以这些有机物的使用寿命较长也就是说为什么金红石型钛白粉的耐候性比锐钛矿型钛白粉好。 www.qwbaike.cn

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危险运输编码：UN 1307 3/PG 3 www.qwbaike.cn

危险品标志：有害 www.qwbaike.cn

安全标识：S2S25S26S36S36/S37

危险标识：R10R20R22R38R20/21R20/21/22R36/37/38R36/38

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风险术语

R20/21/22 吸入, 接触, 皮肤, 吞咽. www.qwbaike.cn

吸入、对皮肤接触和吞咽有害。

R36/37/38 刺激 眼睛, 呼吸器 系统和 皮肤.

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刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。 www.qwbaike.cn

用 眼睛接触 箱 箱 箱 箱 箱 箱 箱 箱. www.qwbaike.cn

意外接触眼睛后，请立即用大量水冲洗并就医的建议。

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穿上合适的防护服. www.qwbaike.cn

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1、疏水参数计算的参考值（XlogP）无

2、氢键供体数量： www.qwbaike.cn

3、氢键受体数量：2 www.qwbaike.cn

4、可旋转化学键的数量： www.qwbaike.cn

5、互变异构体数量：无

6、拓扑分子的极表面积：34.1

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7、重原子数量：3 www.qwbaike.cn

8、表面电荷： www.qwbaike.cn

9、复杂度：18.3

10、同位素原子数量： www.qwbaike.cn

11、确定原子立体中心的数量：

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12、不确定数量的原子立体中心： www.qwbaike.cn

13、确定化学键立体中心的数量：

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14、不确定数量的化学键立体中心：

15、共价键单元数量：1

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