TiO2 xuất hiện trong tự nhiên không bao giờ ở dạng nguyên chất, nó tồn tại chủ yếu trong hợp kim với Fe, trong khoáng chất và trong các quặng đồng.. Tinh thể Titandioxide- TiO2 có nhiều
Trang 1NHÓM 25- LO4
1.cấu tạo và tính chất vật lý
Ở điều kiện thường TiO2 là chất rắn màu trắng trở nên vàng khi đun nóng TiO2 cứng, khó nóng chảy và bền nhiệt.Công thức phân tử: TiO2 , Khối lượng phân tử (M): 79,88 , Nhiệt độ nóng chảy TiO2 xuất hiện trong tự nhiên không bao giờ ở dạng nguyên chất, nó tồn tại chủ yếu trong hợp kim (với Fe), trong khoáng chất và trong các quặng đồng
Titandioxide TiO2 là một loại vật liệu rất phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta Tinh thể Titandioxide- TiO2 có nhiều dạng thù hình trong đó có 2 dạng thù hình chính là:
Cấu trúc của dạng tinh thể anatase và rutile thuộc hệ tinh thể tetragonal Cả 2 dạng tinh thể trên đều được tạo nên từ các đa diện phối trí TiO6 cấu trúc theo kiểu bát diện (hình vẽ), các đa diện phối trí này sắp xếp khác nhau trong không gian Trong
tự nhiên dạng tinh thể Anatase và Rutile thường phổ biến hơn các dạng khác
Đa diện phối trí của TiO2:
Trang 2
Dạng rutile là phổ biến nhất trong 2 dạng thù hình trên của TiO2 , dạng anatase rất hiếm gặp trong tự nhiên Tinh thể anatase thường có màu nâu sẫm, đôi khi có thể
có màu vàng hoặc xanh, có độ sáng bóng như tinh thể kim loại, tuy nhiên lại rất dễ
bị rỗ bề mặt, các vết xước có màu trắng TiO2 không tồn tại riêng biệt, anatase được tìm thấy trong các khoáng cùng với rutile, brookite, quarzt, feldspars, apatite, hematite, chlorite, micas, calcite
Tuy nhiên trong cả 2 dạng thù hình trên của TiO2 thì chỉ có dạng Anatase thể hiện tính hoạt động nhất dưới sự có mặt của ánh sáng mặt trời Đó là do sự khác biệt về cấu trúc vùng năng lượng của Anatase so với Rutile, dẫn đến một số tính chất đặc biệt của Anatase
2.Tính chất hóa học
TiO2 trơ về mặt hóa học, có tính chất lưỡng tính, không tác dụng với nước, dung dịch axit loãng (trừ HF) và kiềm chỉ tác dụng chậm với axit khi đun nóng lâu và tác dụng với kiềm nóng chảy Bị H2SO4 đặc nóng, HCl, kiềm đặc nóng phân hủy
3 Điều chế
Thông thường, để điều chế TiO2 thường sử dụng sulfuric acid hay hydrochloric acid với nồng độ cao (>90%) phản ứng với quặng ilmenite (FeO.TiO2) ở giai đoạn đầu tiên Cơ chế quá trình được diễn tả theo các phản ứng sau:
FeTiO3 + 2H2SO4 → TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O (1)
FeTiO3 + 6HCl → TiCl4 + FeCl2 + 3H2O (2)
Tuy nhiên, tìm kiếm phương pháp hiệu quả để tinh luyện và ít ô nhiễm môi
trường là một trong những nhiệm vụ cần đặt ra Gần đây để thay thế phương pháp acid và tạo ra tinh thể TiO2 kích thước cỡ nano, phương pháp kiềm được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Quá trình phân hủy ilmenite bằng kiềm có thể thực hiện
ở áp suất thường nhằm tạo ra các tinh thể TiO2 nano ở dạng hình cầu
4.Ứng dụng
Titanium oxite (TiO2) được áp dụng rộng rãi trong sản xuất giấy, sơn, nhựa, cao
su, đồ gốm, dệt và mỹ phẩm Đặc biệt hiện nay có sự quan tâm đáng kể trong
nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng TiO2 với kích thước cỡ nano trong lĩnh vực xúc tác quang hoá TiO2 dạng bột với kích thước cỡ nano là là chất xúc tác quang hóa hiệu quả sử dụng trong quá trình xử lý nguồn nước thải bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ.Nhiều nghiên cứu đã xác nhận rằng TiO2 với kích thước 10 nm sẽ có hiệu
Trang 3ứng quang hóa cao và những ứng dụng của nó như việc phủ lên các vật liệu xốp cỡ meso cũng như các lĩnh vực được quan tâm nghiên cứu và áp dụng