钛酸四丁酯(C₁₆H₃₆O₄Ti,Ti(OBu)₄)是钛(IV)的正丁醇盐,属于金属烷氧基化合物家族。常温下为无色至淡黄色透明液体,具有特殊醇类气味,沸点约310-314℃,密度约0.996 g/cm³,可溶于多数有机溶剂,遇水剧烈水解生成二氧化钛沉淀和丁醇。其分子以钛原子为中心,与四个丁氧基(-OC₄H₉)键合,形成四面体结构。这种结构赋予其高反应活性、挥发性及良好的溶解性,是溶胶-凝胶化学、催化及材料合成中最重要的钛前驱体之一。

主要应用领域
溶胶-凝胶法制备功能材料:通过水解-缩聚反应,可用于制备纳米二氧化钛粉体、薄膜、涂层及气凝胶。所得材料在光催化降解污染物、自清洁涂层、染料敏化太阳能电池及锂离子电池负极材料等领域有广泛应用。
酯交换与聚合催化剂:作为高效路易斯酸催化剂,用于聚酯(如PET)合成、丙烯酸酯聚合及环氧化合物开环聚合,可显著提高反应速率与选择性。
表面处理与粘合促进剂:其水解产物能在金属、玻璃、陶瓷表面形成牢固的钛-氧键合层,显著提升涂层附着力、耐腐蚀性与耐磨性,广泛用于涂料、油墨及胶粘剂工业。
有机合成试剂:作为温和的酯化、醚化及酰胺化催化剂,也用于合成具有生物活性的含钛有机金属化合物。
安全与操作
该化合物具有腐蚀性与毒性,对皮肤、眼睛及呼吸道有强烈刺激性,吸入其蒸气或接触液体可造成严重伤害。操作必须在通风橱中进行,并佩戴防化手套、护目镜及防护服。储存需严格密封、防潮、充氮保护,并远离水源、氧化剂及热源。其废弃物应作为危险化学品处理。
凭借其独特的水解特性与高反应活性,钛酸四丁酯已成为连接无机钛化学与有机高分子、纳米材料科学的关键桥梁,在现代精细化工与先进材料制造中扮演着核心角色。
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