二氧化钛是什么
二氧化钛
二氧化钛
白色固体或粉末状两性氧化物。又称二氧化钛。化学式二氧化钛，熔点1830 ~ 1850，沸点2500 ~ 3000。自然界中存在的二氧化钛有三种：金红石是四方晶体；锐钛矿是四方晶体。板钛矿是一种正交晶体。二氧化钛在水中溶解度很小，但可以溶于酸或碱。化学反应方程式如下：
二氧化钛与酸的反应：二氧化钛硫酸=硫酸H2O
二氧化钛与碱的反应：二氧化钛氢氧化钠=二氧化钛3 H2O
二氧化钛可以通过金红石的酸分解提取，也可以通过四氯化钛的分解获得。二氧化钛性能稳定，广泛用作油漆中的白色颜料。遮盖能力好，类似铅白，但不像铅白，会变黑；像锌白一样持久。二氧化钛也用作搪瓷的消光剂，可以产生非常明亮、坚硬和耐酸的搪瓷外壳。
氧化钛——二氧化钛是白色粉末和最好的白色颜料，俗称钛白粉。过去，开采钛矿的主要目的是获得二氧化钛。钛白附着力强，不易发生化学变化，始终是白色。特别有价值的是二氧化钛无毒。因其熔点高，用于制作耐火玻璃、釉料、搪瓷、粘土、耐高温实验器皿等。
二氧化钛是世界上最白的东西，1克二氧化钛可以把450多平方厘米的地方涂成白色。比常用的白色颜料立德粉白5倍，是制备白漆的最佳颜料。世界上用作颜料的二氧化钛每年有几十万吨。可以在纸张中加入二氧化钛，使其变白、不透明，效果比其他物质大10倍。所以钞票纸和美纹纸都要加二氧化钛。此外，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。在橡胶工业中，二氧化钛也被用作白橡胶的填料。
1.二氧化钛的结晶特性和物理常数；
金红石型锐钛矿的物理性质
晶体系统四方系统四方系统
相对密度3.9~4.2 3.8~4.1
折射率2.76 2.55
莫氏硬度6-7 5.5-6
介电常数114 31
熔点1858在高温下转变为金红石
晶格常数为：A轴0.458，C，C轴0.795，A轴0.378，C，C轴0.949。
线膨胀系数25/
轴a 7.19X10-6 2.88？10-6
c轴9.94X10-6 6.44？10-6
导热系数1.809？10-3
吸油16 ~ 48 18 ~ 30
着色强度1650~1900 1200~1300
粒度0.2 ~ 0.30.3
二、二氧化钛的分类：
第一类：二氧化钛干地和未经处理。一类二氧化钛表面积低，吸油值低。
二类：一类二氧化钛经过处理，湿磨去除大颗粒，涂4%硅铝，表面积最低，吸油值最低。
类：是典型的有机涂层超细涂层等级。
类：涂布量大，可分为 a和 b，涂布量在5%-10%之间。 b主要用于高添加量的二氧化钛，因为其不透明度优于 a
性能类型
有
二氧化钛(最低)97 93 92 91 82
密度/(g/cm3) 4.20 4.05 4.05 4.00 3.70
表面积/(m2/g)6.6-7.7 12.0-12.8 11.0-18.0 17.7 28.8
吸油值/(克/100克二氧化钛)15 19 15-19 24 30
水/(克/100克二氧化钛)40 30 30 35 55
分散度高、中、中、高、低
涂层%(铝/硅)无3.5 3.6 4.9 13.0
3.金红石型比锐钛矿型在高能(较短波长)下吸收更多的辐射能量。换句话说，对于金红石型二氧化钛，在致死性强的紫外波长范围(350-400纳米)内，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，它将与周围的成膜材料、树脂等共享少得多的紫外线。
四.相对密度：
在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，在同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。
颜料名称的相对密度/(克/立方厘米)颜料名称的相对密度/(克/立方厘米)
锐钛矿型二氧化钛3.8-3.9份，硫酸铅6.4-6.6份
金红石型二氧化钛4.2-4.3氧化锌5.5-5.7
平板二氧化钛4.12-4.23立德粉4.2-4.3
碱式碳酸铅6.8~6.9硫化锌4.0
五、熔点和沸点：
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，因为锐钛矿二氧化钛和锐钛矿二氧化钛在高温下都转化为金红石二氧化钛。只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点。金红石型二氧化钛的熔点为1850，在空气中的熔点(1830土15)，在富氧空气中的熔点为1879。熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为(3200300)K，二氧化钛在这种高温下有轻微的挥发性。
不及物动词介电常数：
二氧化钛因其高介电常数而具有优异的电性能。在确定二氧化钛的一些物理性质时，应考虑二氧化钛晶体的结晶方向。比如金红石型的介电常数随晶向变化。当与C轴平行时，测得的介电常数为180，与该轴成直角时，为90，其平均粉体值为114。锐钛矿型二氧化钛的介电常数只有48。
七、传导率：
二氧化钛有半导体的性能，它的电导率随温度的上升而迅速增加，而且对缺氧也非常敏感。例如，金红石型二氧化钛在20℃时还是电绝缘体，但加热到420℃时，它的电导率增加了107倍。稍微减少氧含量，对它的电导率会有特殊的影响，按化学组成的二氧化钛(TiO2)电导率<10-10s/cm，而TiO1.9995的电导率只有10-1s/cm。
金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，该工业领域利用上述特性，生产陶瓷电容器等电子元器件。
八、硬度：
按莫氏硬度10分制标度，金红石型二氧化钛为6~6.5，锐钛型二氧化钛为5.5~6.0，因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型 。
九、吸湿性：
二氧化钛虽有亲水性，但吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。
二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系，表面积大，吸湿性高。
二氧化钛的吸湿性也与表面处理及性质有关。
十、热稳定性：
二氧化钛属于热稳定性好的物质
CAS 编号：13463-67-7
一般用量为0.01％～0.12％。
十一、食品应用研究：
研究食品添加剂、食用香精、加工助剂以及与食品相关物料的科学专家委员会已经着手讨论金红石型二氧化钛代替目前允许使用的锐钛型二氧化钛的安全性。
二氧化钛(俗称钛白粉)是一种允许使用的食用色素，JECFA中没有规定ADI值。1969年JECFA.得出此项结论的依据是在大量的物种研究包括对人类的研究中，并没有发现二氧化钛被大量的吸收和组织的存积。在欧盟，二氧化钛(俗称钛白粉)作为允许的食用色素被列入欧共体94/36/条例的附录I中。生产出的二氧化钛有两种晶型结构——锐钛矿型和金红石型。在94/36/条例中规定二氧化钛仅允许使用锐钛型。而JECFA规定允许使用两种形式。
专家委员会认为金红石型和锐钛矿型两种晶型的二氧化钛(俗称钛白粉)具有相近的化学性质，但它们的晶型结构及光反射度是不同的。评审员认同新生物利用率所研究显示：这两种形式的生物利用率本质上是相同的，近而毒理学数据适用于任何一种形式。评审员还提出虽然评论只显示了请求者使用这种片状的金红石型二氧化钛的提议，但这种型式的二氧化钛可能会代替锐钛矿二氧化钛应用于目前的各个使用领域。
二氧化钛毒理数据
JECFA论述了二氧化钛的安全性包括吸收，分布，新陈代谢，排泄以及急性短期和长期的毒性。JECFA断定：“二氧化钛为难溶化合物。对包括人在内的几个物种进行研究，显示摄取二氧化钛后既没有大量的吸收也没有组织的沉积。关于可溶性钛化合物的研究至今还没有结论。有价值的记载论述吸收少量的钛离子没有毒性影响。这样就没有必要规定人类每日摄取量。”
除了JECFA (JECFA 1969)评论的毒物学数据库以外，)专家委员会已经展开了二氧化钛的额外的生物利用率(Colorcon, 2003),慢性毒性和致癌性研究(NCI, 1979; Bernard et al., 1990和评论。
在鼠类中进行研究新生物利用率，评论提议者对不同级别的二氧化钛吸收、分布和排泄进行描述。
1. rutile titanium dioxide (thick platelet), 金红石二氧化钛（厚片）
2. rutile titanium dioxide (thin platelet) 金红石二氧化钛（薄片）
3. rutile titanium dioxide (amorphous) 金红石二氧化钛（不定形）
4. anatase titanium dioxide (amorphous).锐钛矿二氧化钛（不定形）
在服用含有片状金红石二氧化钛、不定形金红石和锐钛矿二氧化钛之后，雄性和雌性鼠的吸收速度和排泄过程以及钛分布。三个动物群每个性别每个时间点接受或者指定食物或者含有二氧化钛四种类型之一的食物。四种形式的二氧化钛放入食物中，表明的浓度为200 mg/kg（大约近似于体重每公斤30毫克）。当指定的食物代替了治疗的食物之后，这些食物又连续喂给鼠类7天，当停止服用治疗性食物后，二氧化钛在组织（肝脏、肾、肌肉和血液）和尿以及面部收集超过72小时的容量诱导一对血浆原子发射光谱(ICP-AES) 而导致动物群分别在1小时、24小时和72小时死去。
二氧化钛主要的通道是经过面部。所有二氧化钛涉及的组群排泄的排泄物每个收集间隔（0 - 24, 24 - 48, 48 – 72小时）是相同的。雄性鼠服用范围为1.1-2.2mg，雌性鼠服用范围为1.1-1.3mg，当停止服用二氧化钛食物后，计算72小时内面部钛排泄的总量。尿排泄的钛量一般低于极限量(<0.04 mg/l)。所有组的血液中钛浓度也低于0.04 mg/l，而肝脏、肾和肌肉中低于检测极限(<0.1 - <0.2 mg/kg wet weight)或者大多数动物服用含二氧化钛的食物湿重范围为0.1 - 0.3 mg/kg。
这些结果表明当服用含二氧化钛200 mg/kg食物后，在组织中并没有钛的积累，对照早期研究报道：大鼠服用高浓度的二氧化钛(100000 mg/kg diet)至少30天(West and Wyzan 1963)，在肌肉中只累积少量钛。
实验室动物进行慢性毒性和致癌性研究
致癌性研究50组每组由不同性别的334只大鼠和小鼠组成，剂量为每kg 食物含0, 25000 and 50000 mg二氧化钛，服用103周(NCI, 1979)。增加甲状腺C-细胞的注射发现在雌性大鼠产生腺瘤或者癌，但是这些增加既不是统计的重要部分也不是值得考虑与试验化合物有关的部分。在其他组中进行肿瘤注射，比控制者并没有明显提高。慢性饮食研究0, 1, 2 and 5%二氧化钛涂在云母上334只大鼠130周没有显示毒性或致癌影响(Bernard et al., 1990)。
评价：
既然不同形式的二氧化钛在生物利用率上没有明显的不同，所以应该对比毒性剖面，并且推断不同形式。专家委员会目前采用JECFA对二氧化钛的评价，并指出它得到更多近来慢性毒性和致癌性研究的支持。
结论和建议
专家委员会认为到二氧化钛金红石和锐钛矿两种形式化学性质接近而晶形结构和折光性不同。专家委员会一致认为新的生物利用率研究显示这两种形式的生物利用率本质相同，所以毒理性数据可以用于任意一种形式。专家委员会指出虽然评论显示提议者提供片状金红石二氧化钛的使用，但是金红石二氧化钛的片状或不定形都能在目前任何应用领域代替锐钛矿二氧化钛。专家委员会断定金红石二氧化钛片状或不定型的应用不会引起任何安全性的关注。
序号
技术数据(单位)
指 标
检 测 方 法
序号
技术数据(单位)
指 标
检 测 方 法
01
二氧化钛含量(%)
98
GB1706-2006
11
酸溶钡Ba mg/kg
Max.5
SPTM:LM/TB.24
02
105℃时的挥发物(%)
Max.0.5
ISO 787/2-1978
12
重金属 mg/kg
Max.20
SPTM:LM/TB.24
03
水溶盐(%)
Max.0.5
ISO 787/8-2000
13
锌Zn mg/kg
Max.50
SPTM:LM/TB.17
04
酸溶盐(热滤0.5M HCI)%
Max.0.5
SPTM:LM/TB.14
14
锑Sb mg/kg
Max.5 0
SPTM:LM/TB17
05
800℃燃烧失量 %
Max.0.5
SPTM:LM/TB.13
15
铬Cr mg/kg
Max.20
SPTM:LM/TB.19
06
白度%
Min.97.0
SPTM:LM/TB.12.2
16
铅Pb mg/kg
Max.10
SPTM:LM/TB.19
07
三氧化二铝AI2O3 %
Max.0.5
SPTM:LM/TB.17
17
砷As mg/kg
Max.3
SPTM:LM/TB.19
08
二氧化硅SiO2 %
Max.0.5
SPTM:LM/TB.17
18
汞Hg mg/kg
Max.1
SPTM:LM/TB.21
09
砷As mg/kg(USP法)
Max.5
SPTM:LM/TB.23
19
镉Cd mg/kg
Max.1
SPTM:LM/TB.19
10
酸溶锑Sb mg/kg
Max.2
SPTM:LM/TB.22
20
铁Fe mg/kg
Max.50
SPTM:LM/TB.17
(来源：中国药典标准)
