鈦酸

二氧化鈦的水合物，化學式TiO₂· xH₂O。當 x為2時，常寫成H₄TiO₄或Ti(OH)₄，稱為原鈦酸或α-鈦酸。為白色膠狀物質，易溶於水、稀酸和濃鹼。由四氯化鈦加到冰冷水中或由鈦鹽和鹼溶液作用製得。由鈦鐵礦FeTiO₃與硫酸作用生成的硫酸氧鈦TiOSO₄在熱水中水解時得到的二氧化鈦水合物稱為偏鈦酸H₂TiO₃，也稱β-鈦酸。為白色粉末，性質較α-鈦酸穩定。經放置的β-鈦酸難溶於水、稀酸和鹼溶液，可溶於10%的硫酸與3%的過氧化氫的混合溶液中。鈦酸主要用做化纖消光劑、催化劑和海水吸附劑。也是製取純硫酸氧鈦的原料。

基本介紹

• 中文名：鈦酸
• 外文名：titanic acid
• 性質：二氧化鈦的水合物
• 化學式：TiO2· xH2O
• 別稱：原鈦酸或α-鈦酸
• 套用：化纖消光劑、催化劑和海水吸附劑

概念

二氧化鈦的水合物，化學式TiO₂· xH₂O。當 x為2時，常寫成H₄TiO₄或Ti(OH)₄，稱為原鈦酸或α-鈦酸。為白色膠狀物質，易溶於水、稀酸和濃鹼。由四氯化鈦加到冰冷水中或由鈦鹽和鹼溶液作用製得。由鈦鐵礦FeTiO₃與硫酸作用生成的硫酸氧鈦TiOSO₄在熱水中水解時得到的二氧化鈦水合物稱為偏鈦酸H₂TiO₃，也稱β-鈦酸。為白色粉末，性質較α-鈦酸穩定。經放置的β-鈦酸難溶於水、稀酸和鹼溶液，可溶於10%的硫酸與3%的過氧化氫的混合溶液中。鈦酸主要用做化纖消光劑、催化劑和海水吸附劑。也是製取純硫酸氧鈦的原料。

性質

由硫酸氧鈦TiOSO₄加熱煮沸再經放置而得的膠狀二氧化鈦水合物不活潑，不能溶於一般強酸和強鹼溶液中，只溶於熱濃硫酸和氫氟酸中，這稱為β-鈦酸。而在Ti(Ⅳ)的酸性溶液中滴加氨水而沉澱出的二氧化鈦水合物較活潑，可溶於強酸及強鹼，顯兩性，這稱為α-鈦酸。這是因為新沉澱的α-鈦酸含有較多的OH基，故較活潑，可溶於酸，而放置陳化後的β-鈦酸，OH基被O基取代，故不活潑了。鈦酸溶於濃的NaOH溶液，生成鹼金屬鈦酸鹽的水合物，TiO₂·H₂O+2NaOH=Na₂TiO₃+2H₂O其結構還不清楚。無水鈦酸鹽可由二氧化鈦與碳酸鹽在熔融狀態下作用生成，如：

TiO₂+Na₂CO₃=Na₂TiO₃+CO₂

TiO₂+BaCO₃=Ba₂TiO₃+CO₂

鈦酸鋇是一種很有用的鈦酸鹽，具有壓電性，可用於擴音器及超音波裝置中。

二氧化鈦

二氧化鈦（化學式：TiO₂），白色固體或粉末狀的兩性氧化物，分子量：79.83，是一種白色無機顏料，具有無毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被認為是現今世界上性能最好的一種白色顏料。鈦白的粘附力強，不易起化學變化，永遠是雪白的。廣泛套用於塗料、塑膠、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業。它的熔點很高，也被用來製造耐火玻璃，釉料，琺瑯、陶土、耐高溫的實驗器皿等。

同時，二氧化鈦有較好的紫外線掩蔽作用，常作為防曬劑摻入紡織纖維中，超細的二氧化鈦粉末也被加入進防曬霜膏中製成防曬化妝品。

二氧化鈦可由金紅石用酸分解提取，或由四氯化鈦分解得到。二氧化鈦性質穩定，大量用作油漆中的白色顏料，它具有良好的遮蓋能力，和鉛白相似，但不像鉛白會變黑；它又具有鋅白一樣的持久性。二氧化鈦還用作搪瓷的消光劑，可以產生一種很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。

二氧化鈦一般分銳鈦礦型（Anatase，簡稱A型）和金紅石型（Rutile，簡稱R型）。

2017年10月27日，世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，二氧化鈦在2B類致癌物清單中。

四氯化鈦

四氯化鈦，或氯化鈦（IV），是化學式為TiCl₄ 的無機化合物。四氯化鈦是生產金屬鈦及其化合物的重要中間體。室溫下，四氯化鈦為無色液體，並在空氣中發煙，生成二氧化鈦固體和鹽酸液滴的混合物。

四氯化鈦無色或微黃色液體，有刺激性酸味。在空氣中發煙。受熱或遇水分解放熱，放出有毒的腐蝕性煙氣。具有較強的腐蝕性。四氯化鈦是無色密度大的液體，樣品不純時常為黃或紅棕色。與四氯化釩類似，它屬於少數在室溫時為液態的過渡金屬氯化物之一，其熔沸點之低與弱的分子間作用力有關。大多數金屬氯化物都為聚合物，含有氯橋連線的金屬原子，而四氯化鈦分子間作用力卻主要為弱的范德華力，因此熔沸點不高。

TiCl₄分子為四面體結構，每個 Ti₄⁺與四個配體 Cl^-相連。Ti₄⁺與稀有氣體氬具有相同的電子數，為閉殼層結構。因此四氯化鈦分子為正四面體結構，具有高度的對稱性。

TiCl₄可溶於非極性的甲苯和氯代烴中。研究表明溶解在某些芳香烴的過程中涉及類似於 [(C₆R₆)TiCl₃]⁺配合物的生成。四氯化鈦可與路易斯鹼溶劑（如THF）放熱反應，生成六配位的加合物。 對於體積較大的配體，產物則是五配位的TiCl₄L。

除了釋放出腐蝕性的氯化氫之外，存放 TiCl₄時還會生成鈦氧化物及氯氧化物，粘住使用過的塞子和注射器。

是製取海綿鈦和氯化法鈦白的主要原料。用作乙烯聚合催化劑的重要組分。用於製造顏料和鈦有機化合物以及國防上用的煙幕劑。同時也是溶解合成樹脂、橡膠、塑膠等多種有機物的良好溶劑。

鈦鐵礦

鈦鐵礦是鐵和鈦的氧化物礦物，又稱鈦磁鐵礦，是提煉鈦的主要礦石。鈦鐵礦很重，灰到黑色，具有一點金屬光澤。晶體一般為板狀，晶體集合在一起為塊狀或粒狀。成分為FeTiO₃。TiO₂含量52.66%，是提取鈦和二氧化鈦的主要礦物。三方晶系，中國四川攀枝花鐵礦中，鈦鐵礦分布於磁鐵礦顆粒之間或裂理中，並形成大型礦床。鈦鐵礦的化學成分與形成條件有關。產於超基性岩、基性岩中的鈦鐵礦，MgO含量較高，基本不含Nb、Ta；鹼性岩中的鈦鐵礦，MnO含量較高，並含Nb、Ta；產於酸性岩中的鈦鐵礦，FeO、MnO含量均高，Nb、Ta含量亦相對較高。

鈦鐵礦是主要含鈦礦物之一。三方晶系，晶體少見，常呈不規則粒狀、鱗片狀、板狀或片狀。顏色鐵黑或呈鋼灰色,條痕鋼灰或黑色，當含有赤鐵礦包體時，呈褐或褐紅色。金屬至半金屬光澤，貝殼狀或亞貝殼狀斷口。性脆。硬度5～6，密度4.4～5g/cm3，密度隨成分中MgO含量降低或FeO含量增高而增高。具弱磁性。在氫氟酸中溶解度較大，緩慢溶於熱鹽酸。溶於磷酸並冷卻稀釋後，加入過氧化鈉或過氧化氫，溶液呈黃褐色或橙黃色。鈦鐵礦可產於各類岩體，在基性岩及酸性岩中分布較廣；產於偉晶岩者，粒度較大，可達數厘米。當含礦母岩遭風化作用破壞後，鈦鐵礦可轉入砂礦中。

套用

鈦酸主要用做化纖消光劑、催化劑和海水吸附劑。也是製取純硫酸氧鈦的原料。

消光劑

消光劑是帶有環氧基的聚丙烯酸酯樹脂，是一種戶外型粉末塗料的消光樹脂，消光效果好，能夠獲得1-60%的任意光澤，適宜光澤在1-30%的戶外型純聚酯粉末的消光。

不含消光劑的清漆塗膜呈鏡膜流平狀態，當光到達鏡膜表面時，入射光部分被吸收，部分被反射，反射部分使膜呈現光澤。含有白炭黑消光劑的漆膜，均勻分布於漆膜中的白炭黑粒子形成一種微粗糙面。從塗膜截面掃描電子顯微鏡照片可以清晰地看到消光劑粒子均勻地分布於塗膜中，當入射光到達凹凸不平的漆膜表面時，發生漫反射，即發生散射產生低光澤的亞光和消光外觀。採用高孔隙率、最佳粒徑分布以及表面處理適宜的白炭黑消光劑可以得到最佳的消光效果。

催化劑

在化學反應中， 對於化學反應速度和方向有重大影響的物質，通稱為催化劑。催化劑能影響反應速率， 但不能改變反應物間的平衡狀態。催化劑具有選擇性， 能使某一反應朝著一定的方向加速或延緩 (後者稱為負催化劑) 進行。

近20年來，新興的石油化學工業之所以獲得迅猛的發展， 其主要原因之一， 就是新型催化劑的研究成功和廣泛套用。據統計，現代化學工業中的化學反應，約有80%與催化劑有關。三大合成材料所用的聚合催化劑，約占整個催化劑消耗量的18%;許多基本化學工業的形成和發展， 也與催化科學技術的成就密切相關。因此， 催化劑已成為化學工業的中樞，它不僅能決定化學反應速度的快慢，而且還能左右化工生產過程的經濟效果。

催化劑的種類繁多， 按催化劑和反應體系的相態來分，有均相催化劑和多相催化劑。前者是催化劑和反應物處於同一相態; 後者是催化劑與反應物處於不同相態。在多相催化反應中， 按使用反應器結構的不同， 有固定床催化劑和流化床催化劑之分。按反應類型來說，則有加氫、脫氫、氧化、氧化脫氫、烷基化、異構化和聚合等催化劑。按催化劑形狀來分， 有液體、固體之別， 其中固體又分為粉末、微球、顆粒、片狀、條狀或環狀等催化劑。在這些催化劑中， 有的是單一化合物，有的是配合物，有的是混合催化劑，有的是骨架催化劑，還有的是載體催化劑。一般來說，多相催化劑的套用比較廣泛。