Tlenek tytanu(IV), biel tytanowa,TiO
2 –nieorganiczny związek chemiczny,tlenektytanu na IVstopniu utlenienia.
Otrzymywany może być metodą siarczanową lub chlorkową[6].
W metodzie siarczanowej surowcem był pierwotnieilmenit; obecnie zwykle wykorzystuje się żużel bogaty w tytan. W obu przypadkach stosuje się działaniekwasem siarkowym w celu uzyskaniasiarczanu tytanylu (TiOSO
4), np.[6]:
- FeTiO
3 + 2H
2SO
4 → TiOSO
4 +FeSO
4 + H
2O
TiOSO
4 oddziela się i poddajehydrolizie do uwodnionego tlenku, który następnie wypraża się w temp. ok. 1000 °C w celu uzyskania produktu o odpowiedniej wielkości ziaren[6].
W metodzie chlorkowej poza ilmenitem i żużlem wykorzystuje się też inne minerały bogate w tytan,leukoksen irutyl. Surowiec miesza się ze źródłemwęgla i praży w obecnościchloru, uzyskując gazowyTiCl
4. Produkt ten izoluje się w czystej formie i poddaje utlenieniutlenem do końcowego produktu. Powstający równocześnie chlor jest zawracany do pierwszego etapu[6]:
- TiCl
4 + O
2 → TiO
2↓ + 2Cl
2
Dwutlenek tytanu występuje naturalnie w trzechodmianach polimorficznych: jako minerałyrutyl ianataz o strukturzetetragonalnej orazrombowybrukit. Dwie ostatnie przechodzą w najtrwalszy rutyl powyżej temperatury 800–900 °C.
Dwutlenek tytanu jest najpowszechniejszym i najtrwalszym tlenkiem tytanu. Jest to biały proszek otemperaturze topnienia ok. 1830 °C itemperaturze wrzenia ok. 2500 °C. Ma właściwościamfoteryczne – reaguje ze stężonymkwasem siarkowym, a stapiany zwodorotlenkami,węglanami lub tlenkami innych metali przechodzi wtytaniany. Nie jest rozpuszczalny w wodzie.
W układzie tytan-tlen istnieje szereg niższych tlenków o ogólnym wzorze TinO2n–1 dla n = 4–10 (fazy Mangnèliego).
TiO2 charakteryzuje się:
WUnii EuropejskiejTiO
2 był dopuszczony jakododatek do żywności o numerzeE171[7]. W 2019 r. rząd francuski podjął decyzję o zakazie jego stosowania od 2020 r. jako dodatku do żywności ze względu na brak wystarczających dowodów, że jego spożywanie jest bezpieczne dla zdrowia[8]. W 2021 r. eksperci zEuropean Food Safety Authority (EFSA) zmienili swoją opinię z 2016 r. i także uznali, że nie jest on w pełni bezpieczny[9] i w roku 2022 jego stosowanie w żywności zostało zakazane, zezwolono natomiast na jego dalsze stosowanie w produktach medycznych, o ile nie istnieje bezpieczniejszy odpowiednik[10].
W nowoczesnych technologiach znajduje on zastosowanie do wytwarzania:
Jest również stosowany w tradycyjny już sposób jakopigment (biel tytanowa) do produkcji papieru, żywności,tworzyw sztucznych,kosmetyków,farmaceutyków,porcelany,farb iemalii oraz jako stabilizator koloru szkliw.
Właściwości fotoelektrochemiczne TiO2 związane są z absorpcją promieniowania. Dwutlenek tytanu charakteryzuje się wysoką absorpcją w zakresieUV i dochodzącą do zaledwie kilku procent absorpcją promieniowania w zakresie widzialnymViS. Aby zwiększyć zakres absorpcji światła w zakresie widzialnym, co ma zasadnicze znaczenie w ogniwach słonecznych oraz w fotorozkładzie wody, trwają nieustanne prace nad modyfikacją jego właściwości.
TiO
2 w formienanocząstek może powodować zagrożenia dla zdrowia osób przewlekle narażonych na jego wdychanie. W badaniach na zwierzętach stwierdzono wzrost ryzyka wystąpienia nowotworów oraz negatywny wpływ na rozwój płodu i funkcjonowanie układu rozrodczego u osobników narażonych na nano-TiO
2. Nie ma jednak dowodów naukowych potwierdzających występowanie tego typu negatywnych efektów u ludzi[11].
- ↑abEncyklopedia popularna. Wyd. XVII. Warszawa: PWN, 1982, s. 815.ISBN 83-01-01750-3.
- ↑abcdEncyklopedia popularna, Tom IV. Wyd. II. Warszawa: PWN, 1989, s. 571.ISBN 83-01-00000-7.
- ↑Podręczny słownik chemiczny,RomualdR. Hassa (red.),JanuszJ. Mrzigod (red.),JanuszJ. Nowakowski (red.), Katowice: Videograf II, 2004, s. 55,ISBN 83-7183-240-0 .
- ↑abTitanium(IV) oxide (nr 718467) w katalogu produktów Sigma-Aldrich (Merck). [dostęp 2011-02-21].
- ↑Tlenek tytanu(IV) (nr 718467) w katalogu produktów Sigma-Aldrich (Merck). [dostęp 2011-06-24].
- ↑abcdFrançoisF. Cardarelli FrançoisF.,Materials Handbook. A Concise Desktop Reference, wyd. 2, London: Springer, 2008, s. 286–288,DOI: 10.1007/978-1-84628-669-8,ISBN 978-1-84628-669-8,OCLC 261324602 .
- ↑E171: Titanium dioxide. [dostęp 2019-05-09]. (ang.).
- ↑France to ban titanium dioxide whitener in food from 2020 [online], Reuters, 17 kwietnia 2019 [dostęp 2019-05-09] (ang.).
- ↑Titanium dioxide: E171 no longer considered safe when used as a food additive [online], European Food Safety Authority [dostęp 2021-11-06] (ang.).
- ↑SabineS. Juelicher SabineS.,Goodbye E171: The EU bans titanium dioxide as a food additive [online], European Commission Newsroom, 18 stycznia 2022 [dostęp 2022-11-03] (ang.).
- ↑Anna MariaA.M. Świdwińska-Gajewska Anna MariaA.M.,SławomirS. Czerczak SławomirS.,Nanocząstki ditlenku tytanu – działanie biologiczne, „Medycyna Pracy”, 2015,DOI: 10.13075/mp.5893.00096,PMID: 25812394 .
