Oxid titaničitý

Z Multimediaexpo.cz

(Rozdíly mezi verzemi)
(vylep.)
m (1 revizi)
 

Aktuální verze z 4. 7. 2013, 16:30

Crystal Clear help index.png   Informace uvedené v tomto článku je potřeba ověřit.
  Prosíme, pomozte vylepšit tento článek doplněním věrohodných zdrojů. 		Crystal Clear help index.png



Oxid titaničitý TiO2 je chemická sloučenina kyslíku a titanu. V přírodě se vyskytuje v několika minerálních formách. Uměle připravený oxid titaničitý označovaný jako titanová běloba má široké použití jako pigment do nátěrových hmot, barvivo v potravinářství a jako účinná složka některých opalovacích krémů.

Obsah

Přírodní výskyt

Oxid titaničitý se vyskytuje ve třech přírodních formách:

  • rutil, čtverečný minerál;
  • anatas, čtverečný minerál;
  • brookit, kosočtverečný minerál.

Přírodní oxid titaničitý se nevyskytuje jako čistý. Většinou bývá kontaminován ionty jiných kovů, například železa. Přírodní minerály oxidu titaničitého jsou průmyslově těženy jako zdroj titanu. K dalším zrojům titanu patří rudy obsahující ilmenit nebo leukoxen, či písky s obsahem rutilu. Safíry a rubíny také mohou obsahovat inkluze rutilu, které mohou způsobit hedvábný lesk, snížit barevnost a vzácněji i optický jev zvaný asterismus.

Výroba

Surový oxid titaničitý je přeměněn na chlorid titaničitý pomocí chloridové metody. Při použití této metody je surová ruda obsahující alespoň 90 % TiO2 redukována uhlíkem při 950 °C a následně oxidována chlorem na kapalný chlorid titaničitý TiCl4. Ten je následně přečištěn destilací a při 1000 – 1400 °C je pomocí kyslíku přeměněn zpět na oxid titaničitý. Další často používaná metoda výroby je síranová metoda. Je vhodná pro rudy s nižším obsahem titanu a rudy znečištěné železem. Používá jako zdroj titanu minerál ilmenit. Ten je vyluhován v koncentrované kyselině sírové za vzniku síranu železitého Fe2(SO4)3 a oxidu-síranu titaničitého TiOSO4. Síran železitý je zredukován železnými hoblinami na síran železnatý FeSO4, který je po zahuštění a ochlazení odfiltrován.

TiOSO4 je následně hydrolyzován varem a přeměněn na rutil, či anatas. Jemné vyloučené krystalky jsou promyty a poté kalcinovány při 800 - 900 °C.

Použití

Broom icon.png Tato část článku potřebuje úpravy. Můžete Multimediaexpo.cz pomoci tím, že jí vhodně vylepšíte.
Jak by měly články vypadat, popisují stránky Vzhled a styl a Encyklopedický styl. 		Broom icon.png

Oxid titaničitý je často používán jak pigment, z důvodu výrazného jasu a velmi vysokého indexu lomu (n = 2,7). Ročně je celosvětově vyrobeno přibližně 4 000 000 tun TiO2. Výhodou jeho použití jako pigmentu jsou i jeho UV rezistentní vlastnosti. Pohlcuje UV záření a přeměňuje ho na neškodné teplo. Jeho vysoká odrazivost, jas a barevná stálost ho předurčují také jako vhodný materiál pro použití ve formě tenkých povlaků na speciální optice jako jsou dielektrická zrcadla. TiO2 v práškové formě výrazně rozptyluje světlo a má vysokou opacitu. Je proto používán jako pigment zajišťující bělost a neprůhlednost barev, povlaků, plastů, papíru, inkoustů, potravin, kosmetiky a léčiv (např. tablet, či zubních past). Další jeho vlastnost v práškové formě, která se využívá, je vysoká hydrofobie (odpuzování vody). Používá se tedy i při výrobě autoskel a skel pro slunečních brýle, s účelem eliminovat orosení, které by na nich mohlo vznikat. Téměř všechny jiné alternativy s podobnými vlastnostmi jsou s negativními zdravotními účinky nebo přímo toxické, TiO2 ovšem ne. Je používán jako bílé potravinářské barvivo E171. V kosmetice je přidáván do krémů jako pigment a zahušťovadlo. Jako pigment je též používán při tetování. Díky svému vysokému indexu lomu, opacitě, UV rezistenci a stálosti je často používanou přísadou opalovacích krémů. Oproti opalovacím krémům založených na chemických absorbátorech, vyvolávají opalovací krémy s obsahem fyzikálních absorbátorů (oxid titaničitý a oxid zinečnatý), méně často podráždění a alergické reakce kůže. Oxid titaničitý je také používán jako polovodič.

Fotokatalýza

Vhodně upravený oxid titaničitý působí v přítomnosti UV záření jako fotokatalyzátor. Pokud je TiO2 nadopován atomy dusíku funguje jako katalyzátor již v přítomnosti viditelného záření. Díky svému vysokému redoxnímu potenciálu oxiduje v excitovaném stavu vodu za vzniku hydroxylových radikálů. Je také schopen přímé oxidace organických látek. Z tohoto důvodu je přidáván do nátěrů, cementů, okenních skel, glazur dlaždiček a jiných materiálů. Tyto materiály pak mají dezinfekční a samočisticí schopnosti. Je také používán v některých solárních článcích. Nanokrystalický oxid titaničitý je označován jako nadějný materiál pro výrobu elektrické energie. Jeho fotokatalytické vlastnosti ho předurčují jako materiál schopný čistit vzduch od zápachu a škodlivin, jako jsou těkavé organické látky a oxidů dusíku. V Česku se využitím oxidu titaničitého zabývá mimo jiné například fakulta biomedicínského inženýrství ČVUT.

Další použití

Je používán v lambda sondách v motorech automobilů.

V medicíně umožňuje srůst kostí s implantáty, jako jsou umělé klouby a zuby.

Literatura

  • Šimůnková E., Bayerová T.: Pigmenty. Společnost pro technologie ochrany památek, Praha 1999. ISBN 80-902668-1-9

Externí odkazy

Oxidy s prvkem v oxidačním čísle IV.

Oxid americičitý (AmO2) • Oxid uhličitý (CO2) • Oxid ceričitý (CeO2) • Oxid chloričitý (ClO2) • Oxid chromičitý (CrO2) • Oxid dusičitý (NO2) • Oxid germaničitý (GeO2) • Oxid hafničitý (HfO2) • Oxid neptuničitý (NpO2) • Oxid olovičitý (PbO2) • Oxid manganičitý (MnO2) • Oxid osmičitý (OsO2) • Oxid plutoničitý (PuO2) • Oxid protaktiničitý (PaO2) • Oxid rutheničitý (RuO2) • Oxid seleničitý (SeO2) • Oxid křemičitý (SiO2) • Oxid siřičitý (SO2) • Oxid telluričitý (TeO2) • Oxid thoričitý (ThO2) • Oxid cíničitý (SnO2) • Oxid titaničitý (TiO2) • Oxid wolframičitý (WO2) • Oxid uraničitý (UO2) • Oxid vanadičitý (VO2) • Oxid zirkoničitý (ZrO2)

Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Oxid titaničitý
Citováno z „http://www2000.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Oxid_titani%C4%8Dit%C3%BD“