介绍：

• 1、金属钛中的（ta）中的成分是
• 2、二氧化钛的作用
• 3、钛的分类
• 4、纳米TiO2-硅藻土复合光催化材料制备技术
• 5、二氧化钛的核壳结构式怎么回事

金属钛中的（ta）中的成分是

纠正：钛的元素符号为Ti。

金属是由原子组成的，所以成分为钛（Ti）。

钛是一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，在化学元素周期表中位于第4周期、第IVB族。是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，耐湿氯气腐蚀。

钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，在所有元素中居第十位。 钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法 或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛，可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)（作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护）及三氯化钛（TiCl3)（用于催化聚丙烯的生产）。

二氧化钛的作用

作用：

二氧化钛的安全性包括吸收，分布，新陈代谢，排泄以及急性短期和长期的毒性。

二氧化钛为难溶化合物。对包括人在内的几个物种进行研究，显示摄取二氧化钛后既没有大量的吸收也没有组织的沉积。关于可溶性钛化合物的研究至今还没有结论。有价值的记载论述吸收少量的钛离子没有毒性影响。

扩展资料：

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。

表面性质

1、表面超亲水性

研究认为在光照条件下，TiO2表面的超亲水性起因于其表面结构的变化。在紫外光照射下，TiO2价带电子被激发到导带，电子和空穴向TiO2表面迁移，在表面生成电子空穴对，电子与Ti反应，空穴则与表面桥氧离子反应，分别形成正三价的钛离子和氧空位。

此时，空气中的水解离吸附在氧空位中，成为化学吸附水（表面羟基），化学吸附水可进一步吸附空气中的水分，形成物理吸附层。

2、表面羟基

相对于其它半导体半金属材料的金属氧化物，TiO2中Ti-O键的极性较大，表面吸附的水因极化发生解离，容易形成羟基。这种表面羟基可提高TiO2作为吸附剂及各种单体的性能，为表面改性提供方便。

3、表面酸碱性

TiO2在改性时常加入Al、Si、Zn等氧化物，Al或Si的氧化物单独存在时无明显的酸碱性，但与TiO2复合，则呈现强酸碱性，可以制备固体超酸。

4、表面电性

TiO2颗粒在液态（尤其是极性的）介质中因表面带有电荷就会吸附相反的电荷而形成扩散双电层，使颗粒有效直径增加，当颗粒彼此接近时，因各具同性电荷而相斥，有利于分散体系的稳定。如经Al2O3包膜的TiO2表面具有正电荷，而用SiO2处理的TiO2带负电荷。

参考资料：百度百科——二氧化钛

钛的分类

钛元素，发现于18世纪，并于1795年由德国化学家M.H克拉普斯命名为钛(Titan)。在希腊神话中这是大地之子的名字，在古希腊“泰坦精神”就是永往直前的意思。

钛作为新型首饰用材有其它材料不可比似的优势============================一． 轻：

钛的比重是4.51，约为不锈钢、钴、铬等合金的一半，比黄金的16.3更是轻了许多，在制做耳坠、项链等首饰时优势明显。这一优势同时减少了设计师对于首饰用材的限制，可以用其做出很多体积较大且夸张的造型。

二． 钛具有良好的耐腐蚀性：

钛是极活泼的元素，极易与氧反应，生成Tio2，但是钛表面生成的几个到几十纳米的氧化膜极其完整致密，具有局部破坏后在瞬间的自修复能力，并且在大多数环境中是稳定的，这就是钛的耐腐蚀性的理论基础。

三． 良好的生物相容性：

钛的良好耐腐蚀性特征使它和人长期接触以后也不影响其本质，不会造成过敏。现在在医学领域已经得到广泛的应用。如：钛接骨板、钛髋关节以及钛膝关节等。因此对金属有过敏反应的人可放心大胆佩带。

四． 钛能着色：

钛金属有一个很有趣的特征，将钛置于电解液中通上一定电流，其表面应就会被电解化上一层氧化膜，而氧化膜的厚薄可决定颜色的变化，而并无需外加元素。现在可做的颜色有金、黑、蓝、褐、花等各种颜色。它的这一特性使首饰设计更多彩更时尚。

五． 钛不易变形，不用重新整形：

钛硬度高，不易变形，不象普通金银首饰等佩带一段时间后需要重新整形。原子结构

钛位于元素周期表中ⅣB族，原子序数为22，原子核由22个质子和20-32个中子组成，核外电子结构排列为1S22S22P63S23D24S2。原子核半径5x10-13厘米。

物理性质

钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔点1668±4℃，熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子，沸点3260±20℃，汽化潜热 102.5-112.5千卡/克原子，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为 0.38-0.4K。在25℃时，钛的热容为0.126卡/克原子·度，热焓1149卡/克原子，熵为7.33卡/克原子·度，金属钛是顺磁性物质，导磁率为1.00004。

钛具有可塑性，高纯钛的延伸率可达50-60%，断面收缩率可达70-80%，但强度低，不宜作结构材料。钛中杂质的存在，对其机械性能影响极大，特别是间隙杂质（氧、氮、碳）可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的。

化学性质

钛在较高的温度下，可与许多元素和化合物发生反应。各种元素，按其与钛发生不同反应可分为四类：

第一类：卤素和氧族元素与钛生成共价键与离子键化合物；

第二类：过渡元素、氢、铍、硼族、碳族和氮族元素与钛生成金属间化物和有限固溶体；

第三类：锆、铪、钒族、铬族、钪元素与钛生成无限固溶体；

第四类：惰性气体、碱金属、碱土金属、稀土元素（除钪外），锕、钍等不与钛发生反应或 基本上不发生反应。

钛的存在

钛在地壳中的丰度为0.63% ，居元素分布序列中的第十位，仅次于氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢，比常见的锌、铅、镍、铜的总和还要多16倍，但大部分处于分散状态。主要的矿物有金红石（TiO2）和钛铁矿（FeTiO3)组成复杂的钒钛铁矿。我国钛蕴藏量居全球之首，仅四川攀枝花地区的矾钛铁矿，储量约15亿吨，占全国已探明储量的97% 。

三、钛的冶炼

钛在1791年被发现，而第一次制得纯净的钛却是在1910年，中间经历了一百余年。原因在于：钛在高温下性质十分活泼，很易和氧、氮、碳等元素化合，要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。

工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛，再由二氧化钛制取金属钛。浓硫酸处理磨碎的钛铁矿（精矿），发生下面的化学反应：

FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O

FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O

FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O

Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O

为了除去杂质Fe2(SO4)3，加入铁屑，Fe3+ 还原为Fe2+，然后将溶液冷却至273K以下，使得FeSO4·7H2O（绿矾）作为副产品结晶析出。

Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏钛酸沉淀，反应是：

Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4

TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4

锻烧偏钛酸即制得二氧化钛：

H2TiO3 == TiO2+H2O

工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将TiO2（或天然的金红石）和炭粉混合加热至1000～1100K，进行氯化处理，并使生成的TiCl4，蒸气冷凝。

TiO2＋2C＋2Cl2＝TiCl4＋2CO­

在1070K 用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得多孔的海绵钛：

TiCl4＋2Mg＝2MgC12＋Ti

这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼，最后制成各种钛材。

四、钛及钛合金的特性、用途

纯钛是银白色的金属，它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g／cm3，比钢轻43% ，比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。钛耐高温，熔点1942K，比黄金高近1000K ，比钢高近500K。

钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用。但在常温下，钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜，可以抵抗强酸甚至王水的作用，表现出强的抗腐蚀性。因此，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。

液态钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。

钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% 。同时，钛无磁性，不会被水雷发现，具有很好的反监护作用。

钛具有亲生物性。在人体内，能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。

钛在人体中分布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg，其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强这一作用已被证实。

五、钛的化合物及用途

重要的钛化合物有：二氧化钛(TiO2)、四氯化钛(TiCl4)、偏钛酸钡(BaTiO3)。

纯净的二氧化钛是白色粉末，是优良的白色颜料，商品名称“钛白”。它兼有铅白(PbCO3)的遮盖性能和锌白（ZnO）的持久性能。因此，人们常把钛白加在油漆中，制成高级白色油漆；在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中；纺织工业中作为人造纤维的消光剂；在玻璃、陶瓷、搪瓷工业上作为添加剂，改善其性能；在许多化学反应中用作催化剂。在化学工业日益发展的今天，二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品，有着很高的附加价值，前景十分诱人。

四氯化钛是一种无色液体；熔点250K、沸点409K，有制激性气味。它在水中或潮湿的空气中都极易水解，冒出大量的白烟。

TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl

因此TiCl4在军事上作为人造烟雾剂，犹其是用在海洋战争中。在农业上，人们用TiCl4形成的浓雾复盖地面，减少夜间地面热量的散失，保护蔬菜和农作物不受严寒、霜冻的危害。

将TiO2和BaCO3一起熔融制得偏钛酸钡：

TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2­

人工制得的BaTiO3具有高的介电常数，由它制成的电容器有较大的容量，更重要的是BaTiO3具有显著的“压电性能”，其晶体受压会产生电流，一通电，又会改变形状。人们把它置于超声波中，它受压便产生电流，通过测量电流强弱可测出超声波强弱。几乎所有的超声波仪器中都要用到它。随着钛酸盐的开发利用，它愈来愈广泛地用来制造非线性元件、介质放大器、电子计算机记忆元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等。

钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而，生产成本之高，使应用受到限制。我们相信在不久的将来，随着钛的治炼技术不断改进和提高，钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展。

使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)工业纯钛（TA1、TA2、TA3）。

纳米TiO2-硅藻土复合光催化材料制备技术

郑水林 王光玉 王利剑 舒锋 姜中强 刘月 陈俊涛 贾凤梅 王兴华 王钰 常伟等

（中国矿业大学（北京） 化学与环境工程学院，北京 100083）

一、内容简介

该项目是以硅藻土为原料，集成原料提纯技术、硅藻土天然纳米孔道疏通技术及纳米TiO2沉淀负载技术开发的一种以天然硅藻土为载体、纳米二氧化钛为催化活性组分，兼具吸附捕捉性能与光催化降解性能的复合型环保新材料。

这种复合型环保新材料具有以硅藻体为核、以TiO2为壳的多孔核壳结构；核壳之间结合紧密，包覆壳层厚度均匀（200～300nm），TiO2晶粒度为12nm左右；在紫外光和太阳光下都有优良的光催化性能而且稳定性好。在太阳光下，2 h内Rhodamine-B溶液的脱色率和COD去除率都达到了95%以上；6 h内苯酚的降解率达到99.18%；COD降解率95.59%；在日光灯照射下，24 h甲醛去降解去除率大于80%。

主要技术特征及创新是：

1）集成提纯技术、硅藻土天然纳米孔道疏通技术及纳米TiO2沉淀负载技术，以硅藻精土为载体、TiCl4为前驱体，采用水解沉淀法制备纳米TiO2-硅藻土复合光催化材料。

2）这种复合型环保新材料具有以硅藻体为核、以TiO2为壳的多孔核壳结构，具有较高的比表面积和良好的光透性。

3）这种复合材料在紫外光和太阳光下和日光灯下都有优良的光催化性能而且稳定性和重复使用性能好。

二、推广应用

采用该项目技术生产的复合光催化材料，具有良好的经济效益。光催化材料是最有应用前途的绿色环境治理材料，项目制备的复合光催化材料光催化性能好、生产成本较低、使用回收方便，可以开发一系列的治理废水、废气的环保产品，是高效和环境友好的室内甲醛去除材料，具有较强的市场竞争力。对于硅藻土资源的高附加值综合利用和地区经济发展以及环境保护等均具有重要意义。

光催化氧化法是近20年发展起来的一种新型环境清洁技术，它具有反应条件温和、成本低廉、可充分利用光能、能耗低、无二次污染等特点，可降解许多难以用生物降解或难以通过其他化学方法处理的有机物。因此，光催化氧化法在饮用水的消毒和杀毒、各种生物难降解有机废水、工业及生活废水的深度处理等方面有着很广阔的应用前景。目前尚未推广应用。

三、鉴定、获奖、专利情况

该项目已于2007年2月11日通过了吉林省科技厅的技术成果鉴定并已申请发明专利（申请号：200610161089.9）。

二氧化钛的核壳结构式怎么回事

其实纳米二氧化钛和普通的二氧化钛都是可以吸收紫外线的，对于金红石型而言。 做化妆品主要是考虑一个重金属含量的问题。 吸收紫外线并不是纳米级的特性，只是说纳米级的更好，有更多的优越性能。 譬如说纳米级的在水分散体系中是透明的