二氧化钛，也称为二氧化钛，是一种天然白色颜料，常用于油漆、涂料、塑料和防晒霜中。它具有高折射率和不透明度。
| 国际纯粹和应用化学联合会名称 | 四氧化钛 |
| 分子式 | 二氧化钛 |
| CAS 号 | 13463-67-7 |
| 同义词 | 二氧化钛、钛、锐钛矿、板钛矿、金红石、八面体分子筛（OMS）、E171 |
| 乙酰胆碱 | InChI=1S/2O.Ti |
| InChIKey=ZQIUJXQCIJLZJK-UHFFFAOYSA-N |
二氧化钛的性质
摩尔质量 of 二氧化钛
二氧化钛 (TiO2) 的摩尔质量约为 79.87 g/mol。它是一种白色、无臭、无味的粉末，不溶于水和有机溶剂。摩尔质量的计算方法是将构成单个 TiO2 分子的一个钛原子和两个氧原子的原子质量相加。该值对于确定涉及氧化钛的化学反应的化学计量很重要。
二氧化钛的沸点
二氧化钛没有明确的沸点，因为它在达到熔点之前就分解了。 TiO2的分解温度取决于材料的晶体结构、颗粒大小和纯度。例如，金红石型 TiO2 在 1850°C 左右分解，而锐钛矿型 TiO2 在较低温度（1600°C 左右）分解。在较高温度下，氧化钛被还原为金属钛。这一特性使其成为高温应用中的有用材料，例如炉衬和耐火砖。
二氧化钛的熔点
二氧化钛的熔点取决于其晶体结构。锐钛矿型 TiO2 的熔点约为 1550°C，而金红石型 TiO2 的熔点较高，约为 1850°C。 TiO2 的熔点还受到材料中存在的杂质的影响，例如铁和其他过渡金属，这些杂质会降低熔点并改变晶体结构。在高温下，氧化钛可以还原形成金属钛。
二氧化钛密度g/ml
二氧化钛的密度取决于晶体结构和颗粒尺寸。锐钛矿型 TiO2 的密度为 3.78 g/cm3，而金红石型 TiO2 的密度较高，为 4.23 g/cm3。材料中存在的杂质会影响 TiO2 的晶体结构，并能改变其颗粒的堆积密度，从而影响其密度。与其他金属氧化物相比，二氧化钛具有低密度，使其成为需要低重量体积比的应用中的有用材料。
二氧化钛的分子量
二氧化钛 (TiO2) 的分子量约为 79.87 g/mol。它是由一个钛原子和两个氧原子组成的化合物。分子量对于确定涉及氧化钛的化学反应的化学计量及其物理和化学性质非常重要。
二氧化钛的结构
二氧化钛具有三种主要晶体结构：金红石型、锐钛矿型和板钛矿型。金红石是最稳定的，具有四方晶体结构，而锐钛矿具有更开放和扭曲的四方结构。板钛矿具有斜方晶体结构。二氧化钛的晶体结构影响其物理和化学性质，例如密度、熔点和反应性。二氧化钛的结构可以通过掺杂其他金属或改变合成条件来改变，从而产生具有独特性能和应用的材料。
二氧化钛分子式
二氧化钛的化学式是TiO2，这表明每个TiO2分子含有一个钛原子和两个氧原子。该公式对于确定涉及二氧化钛的化学反应的化学计量及其物理和化学性质非常重要。该公式还可用于计算特定应用（例如颜料、涂料和陶瓷的生产）中所需的二氧化钛量。
| 外貌 | 白色粉末 |
| 比重 | 3.9 – 4.25 |
| 颜色 | 白色的 |
| 闻 | 无味 |
| 摩尔质量 | 79.87 克/摩尔 |
| 密度 | 3.78 – 4.23 克/立方厘米 |
| 融合点 | 1550°C（锐钛矿） – 1850°C（金红石） |
| 沸点 | 沸腾前分解 |
| 闪点 | 不适用 |
| 水中溶解度 | 不溶性 |
| 溶解度 | 不溶于水和有机溶剂 |
| 蒸汽压力 | 不适用 |
| 蒸气密度 | 不适用 |
| 酸度 | 不适用 |
| 酸碱度 | 6.5 – 8.5 |
二氧化钛安全吗？
二氧化钛通常被认为是安全无毒的。它不易燃、易爆或与其他化学品发生反应。然而，与任何细颗粒一样，如果吸入高浓度，它可能会刺激呼吸道，导致咳嗽、胸闷和气短。长时间暴露在高浓度的灰尘中也会导致肺部损伤。在通风良好的区域处理二氧化钛并在处理大量时佩戴适当的个人防护装备（例如防尘口罩）非常重要。此外，应避免意外摄入或眼睛接触二氧化钛。
| 危险符号 | 没有任何 |
| 安全说明 | 在正常使用条件下不被认为是危险的 |
| 联合国识别号 | 不适用 |
| 海关编码 | 28230000 |
| 危险等级 | 不属于危险品 |
| 包装组别 | 不适用 |
| 毒性 | 一般认为无毒，但如果吸入高浓度可能会刺激呼吸道。 |
氧化钛的合成方法
二氧化钛可以通过多种方法合成，包括化学和物理过程。最常见的方法是：
- 硫酸盐法是将钛矿与硫酸反应生成水合二氧化钛，再经高温煅烧得到最终产品。
- 氯化法是将钛矿石与氯气反应生成四氯化钛，然后水解得到二氧化钛。
- 在溶胶-凝胶法中，溶液中的钛醇盐水解后进行缩合反应，形成凝胶。然后，凝胶经过干燥和煅烧以产生二氧化钛。
- 火焰合成法通过在火焰中燃烧燃料和氧化剂产生高温气流来生产氧化钛颗粒。将钛前驱体注入火焰中，在火焰中发生反应并形成颗粒。
- 在水热合成法中，钛前驱体在高温高压下在水溶液中溶解，从而促进氧化钛晶体的生长。
方法的选择取决于二氧化钛产品所需的性能以及工艺的成本和可行性。每种方法都有其自身的优点和局限性，研究人员不断探索合成具有改进性质和性能的二氧化钛的新方法。
二氧化钛有什么用途？
二氧化钛因其独特的性能而具有广泛的应用，包括高折射率、高不透明度和优异的抗紫外线性能。二氧化钛的一些最常见用途是：
- 颜料行业在油漆、涂料、塑料和纸张中广泛使用二氧化钛，因为它具有高不透明度、亮度和抗紫外线性，使其成为外部应用的热门选择。
- 制造商通常在防晒霜和其他化妆品中使用二氧化钛作为有效的紫外线吸收剂，以保护皮肤免受紫外线伤害。
- 陶瓷材料（包括电陶瓷、催化转化器和陶瓷釉料）的生产严重依赖二氧化钛作为关键成分。
- 在各种化学反应中，包括聚乙烯和其他聚合物的生产，二氧化钛充当催化剂。
- 由于二氧化钛具有高介电常数和低电导率，电子工业在电子器件（例如电容器和电阻器）的生产中使用二氧化钛。
- 为了提高其反射率和耐用性，制造商在透镜、镜子和其他光学部件上涂上一层薄薄的二氧化钛，这在光学镀膜行业中得到了广泛的应用。
- 由于其优异的生物相容性和耐腐蚀性，医疗植入物（例如牙科植入物）在生物医学应用中使用二氧化钛。
氧化钛应用的多样性凸显了其在各个行业的重要性及其未来创新的潜力。
问题：食品中的二氧化钛
二氧化钛是一种食品添加剂，通常用于增白和增亮食品。食品的成分标签通常将其列为 E171 或“二氧化钛”。它被美国、欧盟和许多其他国家批准作为食用色素。制造商用它来赋予食品白色、有光泽的外观，并改善食品的质地和稠度，包括糖果、口香糖、烘焙食品、乳制品和饮料。此外，它还用作光扩散剂，以提高某些食品的不透明度。
尽管二氧化钛通常被认为可安全用于食品，但人们担心大量食用它可能有害。研究表明，二氧化钛纳米粒子可能对人类健康产生毒性影响，特别是对消化系统。然而，需要更多的研究来确定食品中二氧化钛的安全性。
一些国家已采取措施限制二氧化钛在食品中的使用。例如，法国于2020年禁止使用二氧化钛作为食品添加剂，欧盟目前正在审查二氧化钛在食品中的安全性。与任何食品添加剂一样，消费者应了解二氧化钛的潜在风险和益处，并对所消费的食品做出明智的选择。