[科普中国]-钛酸

二氧化钛的水合物，化学式TiO2· xH2O。当 x为2时，常写成H4TiO4或Ti(OH)4，称为原钛酸或α-钛酸。为白色胶状物质，易溶于水、稀酸和浓碱。由四氯化钛加到冰冷水中或由钛盐和碱溶液作用制得。由钛铁矿FeTiO3与硫酸作用生成的硫酸氧钛TiOSO4在热水中水解时得到的二氧化钛水合物称为偏钛酸H2TiO3，也称β-钛酸。为白色粉末，性质较α-钛酸稳定。经放置的β-钛酸难溶于水、稀酸和碱溶液，可溶于10%的硫酸与3%的过氧化氢的混合溶液中。钛酸主要用做化纤消光剂、催化剂和海水吸附剂。也是制取纯硫酸氧钛的原料。

概念

二氧化钛的水合物，化学式TiO2· xH2O。当 x为2时，常写成H4TiO4或Ti(OH)4，称为原钛酸或α-钛酸。为白色胶状物质，易溶于水、稀酸和浓碱。由四氯化钛加到冰冷水中或由钛盐和碱溶液作用制得。由钛铁矿FeTiO3与硫酸作用生成的硫酸氧钛TiOSO4在热水中水解时得到的二氧化钛水合物称为偏钛酸H2TiO3，也称β-钛酸。为白色粉末，性质较α-钛酸稳定。经放置的β-钛酸难溶于水、稀酸和碱溶液，可溶于10%的硫酸与3%的过氧化氢的混合溶液中。钛酸主要用做化纤消光剂、催化剂和海水吸附剂。也是制取纯硫酸氧钛的原料。1

性质由硫酸氧钛TiOSO4加热煮沸再经放置而得的胶状二氧化钛水合物不活泼，不能溶于一般强酸和强碱溶液中，只溶于热浓硫酸和氢氟酸中，这称为β-钛酸。而在Ti(Ⅳ)的酸性溶液中滴加氨水而沉淀出的二氧化钛水合物较活泼，可溶于强酸及强碱，显两性，这称为α-钛酸。这是因为新沉淀的α-钛酸含有较多的OH基，故较活泼，可溶于酸，而放置陈化后的β-钛酸，OH基被O基取代，故不活泼了。钛酸溶于浓的NaOH溶液，生成碱金属钛酸盐的水合物，TiO2·H2O+2NaOH=Na2TiO3+2H2O其结构还不清楚。无水钛酸盐可由二氧化钛与碳酸盐在熔融状态下作用生成，如：

TiO2+Na2CO3=Na2TiO3+CO2

TiO2+BaCO3=Ba2TiO3+CO2

钛酸钡是一种很有用的钛酸盐，具有压电性，可用于扩音器及超声波装置中。

二氧化钛二氧化钛（化学式：TiO₂），白色固体或粉末状的两性氧化物，分子量：79.83，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。它的熔点很高，也被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。

同时，二氧化钛有较好的紫外线掩蔽作用，常作为防晒剂掺入纺织纤维中，超细的二氧化钛粉末也被加入进防晒霜膏中制成防晒化妆品。

二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。

二氧化钛一般分锐钛矿型（Anatase，简称A型）和金红石型（Rutile，简称R型）。

2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，二氧化钛在2B类致癌物清单中。2

四氯化钛四氯化钛，或氯化钛（IV），是化学式为TiCl4 的无机化合物。四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。室温下，四氯化钛为无色液体，并在空气中发烟，生成二氧化钛固体和盐酸液滴的混合物。

四氯化钛无色或微黄色液体，有刺激性酸味。在空气中发烟。受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性烟气。具有较强的腐蚀性。四氯化钛是无色密度大的液体，样品不纯时常为黄或红棕色。与四氯化钒类似，它属于少数在室温时为液态的过渡金属氯化物之一，其熔沸点之低与弱的分子间作用力有关。大多数金属氯化物都为聚合物，含有氯桥连接的金属原子，而四氯化钛分子间作用力却主要为弱的范德华力，因此熔沸点不高。

TiCl4分子为四面体结构，每个 Ti4+与四个配体 Cl-相连。Ti4+与稀有气体氩具有相同的电子数，为闭壳层结构。因此四氯化钛分子为正四面体结构，具有高度的对称性。

TiCl4可溶于非极性的甲苯和氯代烃中。研究表明溶解在某些芳香烃的过程中涉及类似于 [(C6R6)TiCl3]+配合物的生成。四氯化钛可与路易斯碱溶剂（如THF）放热反应，生成六配位的加合物。 对于体积较大的配体，产物则是五配位的TiCl4L。

除了释放出腐蚀性的氯化氢之外，存放 TiCl4时还会生成钛氧化物及氯氧化物，粘住使用过的塞子和注射器。

是制取海绵钛和氯化法钛白的主要原料。用作乙烯聚合催化剂的重要组分。用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也是溶解合成树脂、橡胶、塑料等多种有机物的良好溶剂。

钛铁矿钛铁矿是铁和钛的氧化物矿物，又称钛磁铁矿，是提炼钛的主要矿石。钛铁矿很重，灰到黑色，具有一点金属光泽。晶体一般为板状，晶体集合在一起为块状或粒状。成分为FeTiO3。TiO2含量52.66%，是提取钛和二氧化钛的主要矿物。三方晶系，中国四川攀枝花铁矿中，钛铁矿分布于磁铁矿颗粒之间或裂理中，并形成大型矿床。钛铁矿的化学成分与形成条件有关。产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿，MgO含量较高，基本不含Nb、Ta；碱性岩中的钛铁矿，MnO含量较高，并含Nb、Ta；产于酸性岩中的钛铁矿，FeO、MnO含量均高，Nb、Ta含量亦相对较高。

钛铁矿是主要含钛矿物之一。三方晶系，晶体少见，常呈不规则粒状、鳞片状、板状或片状。颜色铁黑或呈钢灰色,条痕钢灰或黑色，当含有赤铁矿包体时，呈褐或褐红色。金属至半金属光泽，贝壳状或亚贝壳状断口。性脆。硬度5～6，密度4.4～5g/cm3，密度随成分中MgO含量降低或FeO含量增高而增高。具弱磁性。在氢氟酸中溶解度较大，缓慢溶于热盐酸。溶于磷酸并冷却稀释后，加入过氧化钠或过氧化氢，溶液呈黄褐色或橙黄色。钛铁矿可产于各类岩体，在基性岩及酸性岩中分布较广；产于伟晶岩者，粒度较大，可达数厘米。当含矿母岩遭风化作用破坏后，钛铁矿可转入砂矿中。

应用钛酸主要用做化纤消光剂、催化剂和海水吸附剂。也是制取纯硫酸氧钛的原料。

消光剂消光剂是带有环氧基的聚丙烯酸酯树脂，是一种户外型粉末涂料的消光树脂，消光效果好，能够获得1-60%的任意光泽，适宜光泽在1-30%的户外型纯聚酯粉末的消光。

不含消光剂的清漆涂膜呈镜膜流平状态，当光到达镜膜表面时，入射光部分被吸收，部分被反射，反射部分使膜呈现光泽。含有白炭黑消光剂的漆膜，均匀分布于漆膜中的白炭黑粒子形成一种微粗糙面。从涂膜截面扫描电子显微镜照片可以清晰地看到消光剂粒子均匀地分布于涂膜中，当入射光到达凹凸不平的漆膜表面时，发生漫反射，即发生散射产生低光泽的亚光和消光外观。采用高孔隙率、最佳粒径分布以及表面处理适宜的白炭黑消光剂可以得到最佳的消光效果。

催化剂在化学反应中， 对于化学反应速度和方向有重大影响的物质，通称为催化剂。催化剂能影响反应速率， 但不能改变反应物间的平衡状态。催化剂具有选择性， 能使某一反应朝着一定的方向加速或延缓 (后者称为负催化剂) 进行。

近20年来，新兴的石油化学工业之所以获得迅猛的发展， 其主要原因之一， 就是新型催化剂的研究成功和广泛应用。据统计，现代化学工业中的化学反应，约有80%与催化剂有关。三大合成材料所用的聚合催化剂，约占整个催化剂消耗量的18%;许多基本化学工业的形成和发展， 也与催化科学技术的成就密切相关。因此， 催化剂已成为化学工业的中枢，它不仅能决定化学反应速度的快慢，而且还能左右化工生产过程的经济效果。

催化剂的种类繁多， 按催化剂和反应体系的相态来分，有均相催化剂和多相催化剂。前者是催化剂和反应物处于同一相态; 后者是催化剂与反应物处于不同相态。在多相催化反应中， 按使用反应器结构的不同， 有固定床催化剂和流化床催化剂之分。按反应类型来说，则有加氢、脱氢、氧化、氧化脱氢、烷基化、异构化和聚合等催化剂。按催化剂形状来分， 有液体、固体之别， 其中固体又分为粉末、微球、颗粒、片状、条状或环状等催化剂。在这些催化剂中， 有的是单一化合物，有的是配合物，有的是混合催化剂，有的是骨架催化剂，还有的是载体催化剂。一般来说，多相催化剂的应用比较广泛。3

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学