Sorptionsegenskaper hos titandioxid. Grundforskning

I den moderna världen utvecklas titanindustrin snabbt. Det är källan till ett stort antal ämnen som används i olika industrier.

Karakteristika för titandioxid

Titandioxid har många namn. Det är en amfoter oxid av fyrvärt titan. Han spelar viktig roll i utvecklingen av titanindustrin. Endast fem procent av titanmalmen går till produktion av titanoxid.

Det finns ett stort antal modifieringar av titandioxid. I naturen finns titankristaller som har formen av en romb eller en fyrkant.

Titandioxidformeln presenteras enligt följande: TiO2.

Titandioxid används ofta i olika industrier. Han är känd över hela världen som sådan livsmedelstillsatser, som E-171. Denna komponent har dock ett antal negativa effekter, vilket kan tyda på att titandioxid är skadligt för människokroppen. Denna komponent är känd för att ha blekande egenskaper. Detta kan vara bra vid tillverkning av syntetiska tvättmedel. Skadan på människokroppen från detta kosttillskott utgör ett hot mot levern och njurarna.

Inom livsmedelsindustrin finns risk för skada av titandioxid. Om den används i överskott kan produkten få en oönskad nyans, vilket bara kommer att avvisa konsumenterna.

Titandioxid har en ganska låg nivå av toxicitet.

Det kan bli giftigt när det interagerar med andra komponenter i någon produkt. Att använda produkter som innehåller höga halter av toxiner kan leda till förgiftning eller till och med död. Därför är det väldigt viktigt att veta vilka grundämnen man inte ska använda titanoxid med.

Egenskaper hos titandioxid

Titandioxid har ett stort antal karakteristiska egenskaper. De bestämmer möjligheten för dess användning i olika branscher. Titandioxid har följande egenskaper:

• utmärkt grad av blekning av olika typer av material,
• interagerar bra med ämnen som är avsedda att bilda en film,
• motstånd till hög nivå fuktighet och miljöförhållanden,
• låg nivå av toxicitet,
• hög resistensnivå ur kemisk synvinkel.

Beredning av titandioxid

Mer än fem miljoner ton titandioxid produceras årligen i världen. Bakom Nyligen Kina har ökat sin produktion kraftigt. De världsledande inom tillverkningen av detta ämne är USA, Finland och Tyskland. Det är dessa stater som har stora möjligheter att få denna komponent. De exporterar det till olika länder fred.

Titandioxid kan erhållas genom två huvudsakliga metoder:

1. Framställning av titandioxid från ilmenitkoncentrat.

I produktionsanläggningar är processen för att erhålla titanoxid alltså uppdelad i tre steg. Vid den första av dem bearbetas ilmenitkoncentrat med svavelsyra. Som ett resultat bildas två komponenter: järnsulfat och titansulfat. Då ökar det nivån av järnoxidation. Specialfilter separerar sulfater och slam. I det andra steget hydrolyseras titansulfatsalter. Hydrolys utförs genom att använda frön från sulfatlösningar. Som ett resultat bildas titanoxidhydrater. I det tredje steget värms de upp till en viss temperatur.

2. Framställning av titandioxid från titantetraklorid.

I denna typ av erhållande av ett ämne finns det tre metoder som presenteras:

• hydrolys av vattenhaltiga lösningar av titantetraklorid,
• ångfashydrolys av titantetraklorid,
• värmebehandling av titantetraklorid.

Tabell. Tillverkare av titandioxid.

Företag	Produktionsvolymer, tusen ton
DuPont Titanium Technologies	1150
National Titanium Dioxide Co	n/a
Ltd. (Cristal)	705
Huntsman Pigment	659
Tronox, Inc.	642
Kronos Worldwide, Inc.	532
Sachtleben Chemie GmbH	240
Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd	230

I modern värld Titanoxid används aktivt i olika industrier.

Titandioxid har följande användningsområden:

• Tillverkning av färg- och lackprodukter. I de flesta fall produceras titanvitt baserat på denna komponent.
• användning vid tillverkning av plastmaterial.
• tillverkning av laminerat papper,
• Tillverkning av kosmetiska dekorativa produkter.

Titanoxid har också funnit bred användning inom livsmedelsindustrin. Tillverkare lägger till det i sina produkter som en av komponenterna i färgämnen av livsmedelstyp. Det är praktiskt taget inte märkbart i livsmedelsprodukter. Tillverkare lägger till det i minimala mängder för att säkerställa att deras produkter lagras bättre och har ett attraktivt utseende.

UDC 544.527.23

INFLYTANDE AV KALCINATIONSTEMPERATUR PÅ TITANDIOXIDENS EGENSKAPER

Balabashchuk. I V.,

Kemerovo State University

Titandioxid används ofta som sorbent och fotokatalysator. Effektiviteten av dess användning i en eller annan kapacitet bestäms av dispergeringsmediets sammansättning, tillförselhastigheten för prekursorn, syntesens pH, temperaturen och varaktigheten av kalcineringen av metatitansyra.

Målet med vårt arbete var att studera effekten av kalcineringstemperatur på adsorption och fotokatalytiska egenskaper hos titandioxidpartiklar.

Titandioxid erhölls genom termisk hydrolys av titanylsulfat med en lösning av kaliumhydroxid. Det resulterande kaliumtitanatet tvättades med destillerat vatten för att avlägsna katjoniska och anjoniska föroreningar. Efter detta blandades det tvättade kaliumtitanatet med en lösning av saltsyra och hölls i en timme vid en temperatur av 90°C. Därefter neutraliserades fällningen med en lösning av kaliumhydroxid till pH 6, 5,4, 3,2 och kalcinerades vid temperaturer på 1100°C (R-1100), 900°C (R-900) och 600°C (R-600), respektive. Enligt resultaten av röntgendiffraktionsanalys har alla titandioxidprover en rutilmodifiering. För att bestämma adsorptionsegenskaperna hos de syntetiserade titandioxidpartiklarna blandades ett prov av fotokatalysatorn med en lösning av anjoniska (kongoröda) och katjoniska (safranin-T) färgämnen och lämnades i mörker i 24 timmar. färgämnena bestämdes genom den spektrofotometriska metoden. Resultaten av studien presenteras i figur 1.

Ris. 1. Adsorption och fotokatalytiska egenskaper hos titandioxidpartiklar i reaktionen av blekande färgämnen: a) Kongorött,

b) safranin-T.

Det kan noteras att den bästa prestandan i reaktionen av fotokatalytisk sönderdelning och adsorption av det anjoniska färgämnet Kongorött kännetecknas av prov R-600 (Fig. 1a), syntetiserat vid pH 3,2 och en kalcineringstemperatur på 600°C. En ökning av pH och kalcineringstemperaturer leder till en minskning av värdena för de studerade egenskaperna. För proverna R-900 och R-1100 minskar dessa värden med 3,5 respektive 20 gånger.

Adsorptionen av det katjoniska färgämnet safranin-T fortskrider något annorlunda (Fig. 1b). Det högsta värdet på sorptionskapaciteten visas av prov R-900. Kalcinering av prover vid en temperatur av 1100°C leder till en 2-faldig minskning av sorptionskapaciteten. En minskning av kalcineringstemperaturen leder till att sorptionskapaciteten för titandioxidpartiklar nästan helt försvinner.

Således har titandioxidprover syntetiserade vid låga pH-värden och kalcineringstemperaturer på 600-900°C de bästa fotokatalytiska och adsorptionsegenskaperna. Effekten av värmebehandling och syntes-pH på adsorptionskapaciteten hos titandioxid kan vara associerad med bildandet av oxohydroxidgrupper som kan jonbyte och kvarhålla färgämnesmolekyler på ytan av TiO2-partiklar.

Vetenskaplig handledare – Doktor i kemivetenskap, professor, "Kemerovo State University"