)是一种白色固体或粉末状物质,属于两性氧化物,在自然界中以金红石、锐钛矿和板钛矿等3种晶型存在。TiO因白度好、着色力和遮盖力强、化学稳定性强、无毒无污染等优点,大范围的应用于涂料、化纤、化妆品、造纸、塑料、橡胶、食品等工业中。
颜料级钛白粉的折射率高,消色力强,遮盖力大,分散性好,白度好,无毒,物理和化学性质稳定,并且有优良的光学、电学性能。钛白粉的使用占所有白色颜料的90%以上,作为颜料,在工业生产里能够更好的起到增色、提亮、提升产品品质等作用。钛白粉在乳胶漆、卷材和印铁涂料汽车漆粉末涂料中的应用较多。其中,粒径在200~400nm之间的颜料级钛白粉,不仅仅具备紫外线屏蔽、静电屏蔽、耐磨耐刮伤等性能,还能大大的提升涂料的附着力,防止涂料流挂。
纺织和化纤是钛白粉的一个重要应用领域,在化纤中通常用锐钛型钛白粉,可起到消光的作用。TiO2的折射率较高,一般将0.2%~0.5%的TiO2加入到合成纤维,就能达到很好的消光效果。
TiO2能吸收、反射、散射紫外线,能起到防紫外线照射的作用,在化妆品领域有一定的应用潜力。但纳米TiO2本身的比表面能大,极性强,易团聚,影响了实际应用效果,因此通常将纳米TiO2进行表面改性后再在化妆品领域使用。
造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉,采用钛白粉的纸张,白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透,在相同条件下不透明度比碳酸钙滑石粉高10倍,质量也能减轻15%~30%。纳米TiO2应用在造纸工业中,能够更好的起到使纸张色彩亮丽、抗紫外线、稳定不易返黄等作用。
塑料工业是钛白粉的第二大用户,通常钛白粉在塑料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的20%。全世界500余个钛白粉牌号中,有50多个牌号是属于塑料专用的。钛白粉在塑料制品中的应用,除了利用它的高遮盖力、高消色力及其他颜料性能外,它还能提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性,使塑料制品免受紫外光的侵袭,改善塑料制品的机械性能和电性能。几乎所有热固性和热塑性塑料中都使用钛白粉,一般用量为1%~5%,它既可以与树脂干粉混合,也可以与含增塑剂的液体相混合,还有把钛白粉先加工成色母粒后再使用的。
钛白粉白度好、粒度小而均匀、折射率高、很高的着色力和遮盖力、良好的物理化学稳定性、光扩散性、耐光性、耐热性、耐候性和疏水性等特性使其不仅是油墨制造中必不可少的白色颜料,而且也是调配众多中间色油墨产品的必用原料。含有钛白粉的油墨耐久不变色,表面润湿性好,易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型。在水性油墨中加入颜料级TiO2,可使油墨具有着色强、易分散、耐久性好等优点。
钛白粉在橡胶工业中既作为着色剂,又具有填充、防老化、耐酸碱和补强作用。在白色和浅色橡胶制品中加入钛白粉,制成品具有老化慢、强度高、不开裂、不褪色、伸展率大及耐酸碱等特点。橡胶用钛白粉,大多数都用在汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产时,为增强其抗臭氧和抗紫外线能力,常加入一定量的金红石型产品。
纳米TiO2在食品制造业生产中作为食品包装材料,能大大的提升食品贮藏品质,有利于食品保鲜。
TiO2光催化材料可以破坏细菌的细胞壁和细胞膜,从而起到杀菌消毒的作用。纳米TiO2能够分解病原菌和内毒素,在医院病房、手术室等细菌大量繁殖的场所使用TiO2光催化抗菌建材,室温条件下就能够降解固体表面和液体中的内毒素。另有研究表明,在光照下,TiO2对宫颈癌细胞有明显的杀灭作用,在治疗肿瘤等医疗领域有很大的发展空间。
太阳能电池是一种可持续发展的绿色能源。染料敏化太阳能电池(DSSC)的成本低,制作的过程相对简单,无毒无害无污染,有着很好的开发前景。TiO2可用于染料敏化太阳能电池的生产,在TiO2电极表面添加纳米Au、Ag或Pt等贵金属粒子,掺杂非金属离子、过渡金属配合物,能大大的提升TiO2的光电转换效率。TiO2还可当作钙钛矿太阳能电池中的电子缓冲层材料,以及锂离子电池、钠离子电池的负极材料等。
氢气是一种清洁无污染的能源,TiO2光催化材料在制氢方面有很大的应用潜力。水分子中的氢氧键的键能较大,分解水时需要较大的能量,而TiO2光催化材料能够更好的降低水分解时的活化能,使反应温和。
钛白粉在电子工业中主要是用来制造陶瓷电容器、压电陶瓷、透明电光陶瓷等电子元器件所需电子陶瓷材料的重要原料之一。由于电子陶瓷材料用钛白粉要求颗粒细、比表面积大、高抗还原性、高介电常数和电阻、纯度高、杂质少,因此,电子工业用的通常是电容器用或试剂用钛白粉。
[1]刘于民. 二氧化钛表面功能化及应用研究[D].江苏大学,2011.
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)是一种白色固体或粉末状物质,属于两性氧化物,在自然界中以金红石、锐钛矿和板钛矿等3种晶型存在。TiO因白度好、着色力和遮盖力强、化学稳定性强、无毒无污染等优点,大范围的应用于涂料、化纤、化妆品、造纸、塑料、橡胶、食品等工业中。
颜料级钛白粉的折射率高,消色力强,遮盖力大,分散性好,白度好,无毒,物理和化学性质稳定,并且有优良的光学、电学性能。钛白粉的使用占所有白色颜料的90%以上,作为颜料,在工业生产里能够更好的起到增色、提亮、提升产品品质等作用。钛白粉在乳胶漆、卷材和印铁涂料汽车漆粉末涂料中的应用较多。其中,粒径在200~400nm之间的颜料级钛白粉,不仅仅具备紫外线屏蔽、静电屏蔽、耐磨耐刮伤等性能,还能大大的提升涂料的附着力,防止涂料流挂。
纺织和化纤是钛白粉的一个重要应用领域,在化纤中通常用锐钛型钛白粉,可起到消光的作用。TiO2的折射率较高,一般将0.2%~0.5%的TiO2加入到合成纤维,就能达到很好的消光效果。
TiO2能吸收、反射、散射紫外线,能起到防紫外线照射的作用,在化妆品领域有一定的应用潜力。但纳米TiO2本身的比表面能大,极性强,易团聚,影响了实际应用效果,因此通常将纳米TiO2进行表面改性后再在化妆品领域使用。
造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉,采用钛白粉的纸张,白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透,在相同条件下不透明度比碳酸钙滑石粉高10倍,质量也能减轻15%~30%。纳米TiO2应用在造纸工业中,能够更好的起到使纸张色彩亮丽、抗紫外线、稳定不易返黄等作用。
塑料工业是钛白粉的第二大用户,通常钛白粉在塑料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的20%。全世界500余个钛白粉牌号中,有50多个牌号是属于塑料专用的。钛白粉在塑料制品中的应用,除了利用它的高遮盖力、高消色力及其他颜料性能外,它还能提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性,使塑料制品免受紫外光的侵袭,改善塑料制品的机械性能和电性能。几乎所有热固性和热塑性塑料中都使用钛白粉,一般用量为1%~5%,它既可以与树脂干粉混合,也可以与含增塑剂的液体相混合,还有把钛白粉先加工成色母粒后再使用的。
钛白粉白度好、粒度小而均匀、折射率高、很高的着色力和遮盖力、良好的物理化学稳定性、光扩散性、耐光性、耐热性、耐候性和疏水性等特性使其不仅是油墨制造中必不可少的白色颜料,而且也是调配众多中间色油墨产品的必用原料。含有钛白粉的油墨耐久不变色,表面润湿性好,易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型。在水性油墨中加入颜料级TiO2,可使油墨具有着色强、易分散、耐久性好等优点。
钛白粉在橡胶工业中既作为着色剂,又具有填充、防老化、耐酸碱和补强作用。在白色和浅色橡胶制品中加入钛白粉,制成品具有老化慢、强度高、不开裂、不褪色、伸展率大及耐酸碱等特点。橡胶用钛白粉,大多数都用在汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产时,为增强其抗臭氧和抗紫外线能力,常加入一定量的金红石型产品。
纳米TiO2在食品制造业生产中作为食品包装材料,能大大的提升食品贮藏品质,有利于食品保鲜。
TiO2光催化材料可以破坏细菌的细胞壁和细胞膜,从而起到杀菌消毒的作用。纳米TiO2能够分解病原菌和内毒素,在医院病房、手术室等细菌大量繁殖的场所使用TiO2光催化抗菌建材,室温条件下就能够降解固体表面和液体中的内毒素。另有研究表明,在光照下,TiO2对宫颈癌细胞有明显的杀灭作用,在治疗肿瘤等医疗领域有很大的发展空间。
太阳能电池是一种可持续发展的绿色能源。染料敏化太阳能电池(DSSC)的成本低,制作的过程相对简单,无毒无害无污染,有着很好的开发前景。TiO2可用于染料敏化太阳能电池的生产,在TiO2电极表面添加纳米Au、Ag或Pt等贵金属粒子,掺杂非金属离子、过渡金属配合物,能大大的提升TiO2的光电转换效率。TiO2还可当作钙钛矿太阳能电池中的电子缓冲层材料,以及锂离子电池、钠离子电池的负极材料等。
氢气是一种清洁无污染的能源,TiO2光催化材料在制氢方面有很大的应用潜力。水分子中的氢氧键的键能较大,分解水时需要较大的能量,而TiO2光催化材料能够更好的降低水分解时的活化能,使反应温和。
钛白粉在电子工业中主要是用来制造陶瓷电容器、压电陶瓷、透明电光陶瓷等电子元器件所需电子陶瓷材料的重要原料之一。由于电子陶瓷材料用钛白粉要求颗粒细、比表面积大、高抗还原性、高介电常数和电阻、纯度高、杂质少,因此,电子工业用的通常是电容器用或试剂用钛白粉。
[1]刘于民. 二氧化钛表面功能化及应用研究[D].江苏大学,2011.