Las propiedades del dióxido de titanio abren nuevas

Proyectos Químicos 03/04/2014
Las propiedades del dióxido
posibilidades de aplicación
de
titanio
abren
nuevas
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El dióxido de titanio (TiO2) se usa en procesos de oxidación avanzada, y como
pigmento blanco en recubrimientos y en alimentación, según explica Pascual
Bolufer, del Instituto Químico de Sarriá (IQS), “seguramente es el pigmento
más usado en la industria”. Sus nuevas aplicaciones son la desintoxicación del
aire y del agua., “por supuesto, existen otros métodos avanzados de oxidación,
pero con rendimiento inferior: la reacción de Fenton. Mezclar hierro con agua
oxigenada, con formación de radicales libres, altamente oxidantes, que
descomponen la molécula y la degradan”. El ozono, a partir del oxígeno líquido,
oxida el agua. Iluminar el agua con lámparas ultravioleta. La UV no mata los
virus.
El científico explica que el TiO2 es un sólido blanco insoluble, no tóxico. Se
encuentra en forma oscura, o de color castaño, conocida como rutilo. Este
mineral contiene 98% de titanio. Sin impurezas es de color blanco. El mineral
ilmenita (FeTi03) es la fuente comercial más importante de titanio. La anatasa
es una de las cinco formas minerales del óxido de titanio. Anatasa procede del
griego “anatasis”, extensión, en alusión a la longitud de las caras piramidales
del cristal, más largas que las de otros minerales tetragonales. Cuando se
calienta por encima de 915 ºC se transforma en rutilo, la otra forma mineral de
Ti02. Existen importantes diferencias físicas entre ambas especies: la anatasa
no es tan dura y es menos densa que el rutilo, y su brillo es más adamantino.
La anatasa es un mineral secundario, proveniente de otros minerales
portadores de titanio. La anatasa es muy importante en fotocatálisis y para
celdas solares Graetzel fotovoltaicas. El yacimiento más importante se halla en
Minas Gerais, Brasil. Hay ocho variedades de titanio: además del rutilo,
anatasa y brookita, tres fases metaestables de los sistemas monoclínico,
tetragonal y ortorrómbico, hay cinco formas de alta presión, pero de menor
importancia práctica.
La ilmenita posee 43-61% de Ti02 y entre 34-49% de óxido de hierro (la
encontramos en forma de arena, de fácil procesamiento); el rutilo se extrae de
arenas de río, que contienen 90-98% de rutilo (el rutilo sintético se obtiene a
partir de la ilmenita); la anatasa contiene 30-40% de Ti02, procede del Brasil.
El Ti02 funde a 1.843 ºC. En las estrellas clase M encontramos líneas
espectrales de titanio, porque tienen una temperatura suficientemente baja
para que se forme el mineral.
Para lograr titanio lo más sencillo es mezclar ilmenita con ácido sulfúrico, éste
toma el óxido de hierro presente en la ilmenita, forma un sulfato de hierro, que
cristaliza, y se separa por filtración. El Ti02 es anfótero, actúa como ácido o
como base, según el pH del medio. Es muy estable químicamente. Se disuelve
en S04H2 concentrado y en ácido hidrofluórico. Para aumentar su actividad
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catalítica se incrementa la superficie en forma de polvos ultra finos y nanotubos
de Ti02.
En cuanto a los nanotubos de titanio, Bolufer explica que se obtienen a partir
de la anatasa laminada por síntesis hidrotérmica. Las nanocintas de titanio son
útiles en fotocatálisis. La anatasa se mezcla con hidróxido sódico, se calienta, y
el producto obtenido se lava con ácido clorhídrico. Es un proceso lento y
complejo, pero se logran nanotubos de Ti02 con un diámetro exterior de 10-20
nm, y un diámetro interior de 5-8 nm, y una longitud de una micra.
Hay tres clases de nanotubos Ti02: los de primera generación, en ellos el
parámetro más importante es el tamaño y el espesor de la pared; los de
segunda generación con nanotubos dopados con metales, más eficientes; y
nanotubos dopados con elementos no metálicos, sin dopado de metales
pesados, con eficiencia aumentada..