ПРИМЕНЕНИЯ
Пигменты (титановая белила): предпочтительны за высокую непрозрачность, яркость и устойчивость к ультрафиолету в красках, пластиках и бумаге.
Керамика и стекло: используются в огнеупорных материалах благодаря высокой температуре плавления.
Фотокатализ: модифицированные наночастицы TiO₂ разлагают загрязнители, такие как п-нитрофенол, под воздействием видимого света.
Солнцезащитные средства: блокируют ультрафиолетовые лучи, снижая риск рака кожи (рекомендуемое содержание: 1–5%).
Медицинские препараты: используются в мазях для лечения ожогов, сыпи и геморроя благодаря защитным барьерным свойствам.
Нано-TiO₂: улучшает очистку воздуха и антибактериальные свойства; поверхностные модификации (например, с силаном) улучшают диспергирование в синих фототвердеющих чернилах.
Фотовольтаика: TiO₂ в рутиловой фазе с высокоэнергетическими гранями повышает каталитическую эффективность.
ТИПЫ TiO2
По кристаллической структуре
Рутил: самая стабильная форма, высокий показатель преломления и устойчивость к УФ-излучению. Используется в красках, пластиках и солнцезащитных средствах.
Анатаз: высокая фотокаталитическая активность, применяется в самоочищающихся поверхностях и для экологической очистки.
По размеру частиц
Микрочастицы TiO₂: традиционный пигментный класс (0,2–0,3 мкм), используется в покрытиях и пластиках.
Наночастицы TiO₂ (≤100 нм): усиленное поглощение УФ и реактивность. Применения:
Фотокатализ (например, очистка воды).
Косметика (прозрачные солнцезащитные средства).
Медицинские устройства (антибактериальные покрытия).
По модификации поверхности
Покрытый TiO₂: обработка поверхности для специфических свойств:
Неорганические покрытия (например, кремний, алюминий): улучшают диспергируемость и устойчивость к погодным условиям в красках.
Органические покрытия (например, силаны): повышают совместимость с полимерами для пластика и чернил.
Допированный TiO₂: модифицирован металлами (например, азот, серебро) для усиления фотокатализа при видимом свете.
Специализированные формы
Мезопористый TiO₂: высокая площадь поверхности для катализа (например, слоистый мезопористый TiO₂ для разложения загрязнителей).
Композитный TiO₂: комбинирован с другими материалами (например, CQDs/TiO₂ для улучшенного поглощения света).
Микросферы диоксида титана: однородные частицы 5 мкм для контролируемой доставки лекарств или сенсоров.
ТИПИЧНЫЙ ПРОЦЕСС
Существует два процесса для выщелачивания титана из руды: хлоридный процесс и сульфатный процесс.
Хлоридный процесс использует хлор (Cl2) и кокс (C+) при повышенной температуре для получения тетрахлорида титана (TiCl4). Вторичное окисление удаляет хлор и образует диоксид титана (TiO2). Измерение pH не применяется на начальных этапах хлоридного процесса, но используется позже при последующей обработке поверхности TiO2.
Сульфатный процесс основан на использовании серной кислоты (H2SO4) для выщелачивания титана из руды ильменита (FeTiO3). В результате реакции образуется титанила сульфат (TiOSO4). Вторичный этап гидролиза расщепляет титанила сульфат на гидратированный TiO2 и H2SO4. Наконец, нагрев удаляет воду и создает конечный продукт — чистый TiO2.
СУЛЬФАТНЫЙ И ХЛОРИРОВАННЫЙ ПРОЦЕСС
.png)
Физические и химические свойства
Высокий показатель преломления (~2,7) – обеспечивает исключительную непрозрачность и яркость, что делает его идеальным для красок, покрытий и пигментов.
Термальная стабильность – температура плавления 1843 °C и температура кипения 2900 °C, подходит для высокотемпературных применений.
Нерастворимость – не растворяется в воде или органических растворителях, но реагирует с сильными кислотами и щелочами.
Фотостабильность – устойчив к разрушению под воздействием УФ-лучей, обеспечивая долговечность в солнцезащитных средствах и наружных покрытиях.
