纳米钛白粉知识
钛白粉知识培训资料
钛白粉知识培训资料钛白粉知识问答（2009年豪普钛业第一期技术营销培训资料）无锡豪普钛业有限公司二OO九年十一月钛白知识问答一.钛白粉主要应用领域有哪些？钛白粉学名二氧化钛（T1O2 是地球上最白的化合物，广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、造纸、檐瓷、化纤、医药.皮革.化妆品等领域，与人民生活息息相关，所以也被人称作国民经济的晴雨表。
二.二氧化钛的品种及分类？•按晶体类型可分为：金红石型（用R表示）.锐钛型（用A表示）和板钛型, 其中有商用价值只有金红石型和锐钛型。
•按用途可分为：颜料级和非颜料级（掘瓷、焊条.纳米等）。
三.二氧化钛颜料的演变过程？•1920・第一个商业TIO2复合产品•1928八纯，锐钛型颜料开始商业化•1940 -'纯'金红石型颜料产品•1951・第1个经处理的TIO2产品•1950中期-T1O2开始取代众多白色颜料•1958 -氯化法产品开始商业化•I960初期•硫酸法改良工艺,一般用途产品•I960中期.第1个离级耐久，TiO2产品•I960末•高度处理，自间隔产品面世（干遮盖效应）•1970中期-提供错处理颜料•1980初期」多用途，产品成为趋势•1990末.现代，超级耐久，产品四.钛白粉的全球和中国消费结构比例？•全球:涂料57%,其中建筑和装饰漆38%,工业漆19%,塑料21%,造纸14%,其它8%o 其中，95%以上使用金红石型钛白粉。
•中国:涂料5X1%,塑料13.6%,造纸9.5%,陶瓷9.0%,油墨5.0%,焊条3.6%,橡胶2.7%,纤维 2.4%,其它l.l%o五.国内钛白粉市场容量分析及其变化趋势？•市场容量及消费比例：目前约100万吨/年左右.其中R型约65万吨/年。
R 型主要分布为：涂料：60%,约39万吨/年，其中建筑及装饰涂料36%,约23万吨/年；工业涂料24%,约16万吨/年。
塑料型材：18%,约12万吨/ 年。
塑料色母及色片：8%,约6万吨/年。
纳米钛白粉
纳米钛白粉纳米钛白粉是一种应用广泛的纳米材料，具有优异的光学性能和化学稳定性。
它由纳米级的钛白粉颗粒组成，颗粒尺寸通常在1-100纳米之间。
纳米钛白粉在许多领域中都有广泛的应用，包括涂料、塑料、纸张、油墨等，其应用范围还在不断扩大。
首先，我们来了解一下纳米钛白粉的制备方法。
目前，制备纳米钛白粉的常见方法主要有溶胶-凝胶法、水热法和气相法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米材料的方法，它通过溶胶的形式将钛源和化学试剂混合，然后经过凝胶、干燥和煅烧等步骤得到纳米颗粒。
水热法则是通过在高温高压下合成纳米颗粒，该方法具有制备高纯度和尺寸可控的纳米颗粒的优势。
气相法则是通过在高温下使金属钛蒸汽与氧气反应生成纳米颗粒。
这些制备方法都可以得到高质量的纳米钛白粉。
纳米钛白粉具有很多独特的性质和应用。
首先，纳米钛白粉具有良好的白度和遮盖性，可以使涂料和塑料等产品具有良好的光泽和覆盖力。
其次，纳米钛白粉对紫外线具有很好的吸收能力，可以作为一种紫外线吸收剂应用于防晒霜等产品中。
此外，纳米钛白粉还具有抗菌性能和自洁性能，可以应用于医疗材料和建筑涂料等领域。
在涂料行业中，纳米钛白粉是一种重要的功能性填料。
其高遮盖性和优异的光学性能使得涂料不仅能够提供良好的保护效果，还能够美化物体表面。
纳米钛白粉还可以通过表面改性来提高其分散性和稳定性，降低涂料的粘度，使得涂料施工更加方便。
在塑料行业中，纳米钛白粉主要用于增强塑料制品的强度和硬度，同时还可以增加塑料制品的白度和亮度。
纳米钛白粉还广泛应用于纸张和油墨等领域。
在纸张行业中，纳米钛白粉可以用作填料，可以提高纸张的光泽和平整度，同时还能够提高纸张的打印质量。
在油墨行业中，纳米钛白粉可以提高油墨的白度和遮盖性，使得印刷品具有更好的色彩饱和度和图像质量。
值得一提的是，纳米钛白粉还可以应用于其他领域，如化妆品、橡胶、陶瓷等。
在化妆品中，纳米钛白粉可以用作防晒剂，有效吸收紫外线和可见光，保护皮肤免受阳光伤害。
钛白粉知识点汇总
钛白粉知识点汇总钛白粉是一种广泛应用于各个领域的重要化工产品，它在涂料、塑料、橡胶、纸张、化妆品等行业中扮演着重要的角色。
本文将为您介绍钛白粉的生产过程、分类、应用领域以及相关的环保问题。
一、生产过程钛白粉的生产过程主要分为硫酸法和氯化法两种方法。
硫酸法是目前应用最广泛的生产钛白粉的方法。
在硫酸法中，钛矿石经过破碎、浸出、沉淀、煮沸等一系列步骤后，钙钛矿转化为二氧化钛的母液，再经过沉淀、过滤、干燥等工艺步骤最终得到钛白粉的成品。
二、分类根据不同的制备工艺以及产品性质，钛白粉可以分为各种不同的型号和牌号。
常见的分类方法包括颜色、晶体形态以及应用领域等。
1. 根据颜色分类：- 普通型钛白粉：主要用于一般需求的产品，如建筑材料、家具涂料等。
- 红外遮蔽型钛白粉：具有较好的红外遮蔽能力，广泛应用于太阳能涂料等产品中。
- 高耐候型钛白粉：具有较好的耐候性能，适用于户外涂料、汽车涂料等领域。
2. 根据晶体形态分类：- 金红石型钛白粉：晶格结构为金红石型晶体，颜色较为鲜艳，遮盖力强，主要用于印刷油墨、橡胶制品等。
- 金红石纤维型钛白粉：晶格结构与金红石类似，纤维状颗粒使其具有较好的抗沉降性，适用于纸张、涂料等应用。
3. 根据应用领域分类：- 涂料用钛白粉：具有优异的遮盖力和光泽度，广泛应用于建筑涂料、汽车涂料等领域。
- 塑料用钛白粉：对塑料有良好的增白效果和光泽度，常用于聚乙烯、聚氯乙烯等塑料制品中。
- 橡胶用钛白粉：能够提高橡胶制品的拉伸性能和抗老化性能，适用于橡胶制品制造。
- 化妆品用钛白粉：具有良好的光散射效果和遮瑕性能，被广泛应用于粉底、防晒霜等化妆品中。
三、应用领域钛白粉作为一种重要的白色颜料和光学功能材料，被广泛应用于各个行业。
以下是它的主要应用领域：1. 涂料行业：钛白粉在涂料中作为白色颜料，能够提供良好的遮盖力和光泽度，让涂料具有更好的审美效果。
2. 塑料行业：钛白粉能够增加塑料制品的白度和光泽度，提升产品的外观质量。
钛白粉基础知识及应用
有及处理
氧化铝 有及处理
2、钛白粉的表面处理
有机处理
通用型（多元醇如TMP、TME） 专用型（如塑料中用的有机硅类，高度疏水类、耐高温）
涂料的组成和作用
组成
• • • • 成膜物质 颜料、填料 溶剂 助剂
作用
• 保护作用 • 装饰作用 • 特殊功能作用，如示温等
3、钛白粉在涂料中的应用
2、钛白粉的表面处理
钛白粉的表面处理（包膜）
Zirconia 氧化锆 Silica 氧化硅
提高光泽、分散性和耐候性
提高分散性和耐候性 提高光泽、分散性和耐候性
提高分散性能，减少吸湿
Alumina 氧化铝
Organic 有机处理剂
TiO2 核
一般市售的金红石型钛白粉（除少数产品）均含 有上述物质中的一种或多种表面处理物。
钛白粉基础知识及应用
目 录
1
2 3
钛白粉基础知识
钛白粉的表面处理
钛白粉在涂料中的应用
4
钛白粉在塑料中的应用
1、钛白粉基础知识
钛白粉
学名：二氧化钛 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 英文名：Titanium Dioxide 分子式：TiO2
晶型
锐钛型（A）——结构较松散 金红石型（R）——结构致密 板钛型
1、钛白粉基础知识
颜色成因
入射光（白光）
吸 收 与 散 射
黑色颜料吸收
白色颜料散射
1、钛白粉基础知识
折射率
白色颜料 硅藻土 二氧化硅 碳酸钙 重晶石 陶土（白土） 硅酸镁 折射率 1.45 1.41-1.49 1.63 1.64 1.65 1.65 基料或介质 真空 空气 水 聚醋酸乙烯酯树脂 大豆油 精制亚麻仁油 折射率 1.0000 1.0003 1.3330 1.47 1.48 1.48
钛白粉的性质和用途性能资料总结
钛性质和应用 (1)产业方向 (2)了解钛白粉的用途（纳米） (3)1 前言 (3)2 纳米 TiO 2 粉体的制备 (4)3 纳米 TiO 2 的应用 (4)4 结论 (5)钛白粉是提高聚酯环氧粉末涂料品质一环 (6)钛白粉的关键特性有哪些 (7)钛性质和应用钛具有银白色金属光泽，从外观看略似钢，它熔点高(1 725 ℃)，密度小(4.5g/cm3)，机械强度高，容易加工成形。
钛比铁强韧得多，比重却只有铁的一半多一点，而且不会生锈;钛比铝重不到两倍，强度比铝大三倍，而且耐热性能远优于铝。
在航空工业中钛用以制造现代超音速飞机，其飞行速度和高度都超过一般的飞机，钛也用于制造喷气发动机零件(压缩机上的叶轮、涡轮叶片、转子等)。
在火箭、导弹和宇航工业中，钛主要用作压力容器、燃料贮箱、火箭发动机壳体、火箭喷嘴套筒、人造卫星外壳、宇宙飞船船舱等。
(由于钦的密度小，使火箭、导弹、宇宙飞船等重量减轻，降低了制造费用)。
对钛来说，最重要、最稳定的化合物是四价的;但是，钛相当容易形成三价和二价的化合物。
衍生的一价钛化合物大都是不稳定的。
钛在含氧环境中易形成一层薄而坚固的氧化物薄膜，这种薄膜能耐氧化溶液和氯化物溶液的浸蚀，因而使钛具有优异的耐腐蚀性能，钛抗海水腐蚀的能力比其他所有金属都好，无论是在静止的或高速流动的海水中钛都具有特殊的稳定性。
因此，钛是海水淡化装置的理想材料。
钛也是造船工业的理想结构材料，用钛制造的轮船，银光闪闪，用不着涂漆，在海水中船行几年也不会生锈。
用钛制的军舰、潜水艇没有磁性，不会被磁性水雷发现和跟踪，而且能抗深水压力。
钛与各种浓度的硝酸、稀硫酸，各种弱减的作用非常缓慢，在化学工业中，可用以制造各种化工设备如热交换器、泵、反应器、加热器等。
例如在化肥工业中，目前国外已使用钛材来制造尿素生产中的合成塔、反应器、搅拌器、换热器、分离器和压缩机等设备。
产业方向涂料工业是钛白粉的第一大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。
钛白粉知识点总结
钛白粉知识点总结一、生产工艺钛白粉的生产主要分为氯化法和硫酸法两种主要工艺。
氯化法主要是以天然金红石为原料，通过高温氯化、硫酸水解、沉淀、过滤、洗涤、煅烧等一系列工艺步骤制备而成的。
硫酸法主要是以硫铁矿为原料，通过硫酸浸出、水解、沉淀、过滤、洗涤、煅烧等工艺步骤制备而成。
两种工艺各有优缺点，但在实际生产中，氯化法工艺应用更为广泛，因为其产品质量优良，生产成本相对较低。
二、物理性质钛白粉是一种无机物，化学式为TiO2，其晶体结构为六方晶体。
钛白粉的主要物理性质包括白度、颗粒大小、油溶性、比表面积、抗阳离子能力等。
其中，白度是衡量钛白粉优劣的主要指标，一般要求白度高达94%以上。
颗粒大小也是重要的性能参数，通常用平均粒径和粒度分布来描述。
油溶性是钛白粉在涂料行业中的一个重要性能指标，即其在油漆中的分散性和悬浮性。
比表面积是指单位质量的钛白粉所具有的表面积，对其光泽度和遮盖力有较大影响。
抗阳离子能力是指钛白粉对阳离子染料的吸附能力，直接影响着其遮盖力和着色效果。
三、应用领域钛白粉是目前世界上使用最广泛的白色颜料，其应用领域包括涂料、塑料、橡胶、油墨、造纸、化妆品等诸多行业。
在涂料行业中，钛白粉主要用于提高涂料的遮盖力和光泽度，改善涂层的耐候性和耐久性。
在塑料行业中，钛白粉主要用于提高塑料制品的白度和光泽度，改善其耐候性和耐化学性。
在橡胶行业中，钛白粉主要用于提高橡胶制品的耐候性和耐磨性。
在油墨行业中，钛白粉主要用于提高油墨的白度和遮盖力，改善印刷效果。
在造纸行业中，钛白粉主要用于提高纸张的白度和光泽度，改善印刷效果。
在化妆品行业中，钛白粉主要用于提高化妆品的遮瑕力和保湿性。
四、环境影响钛白粉的生产和应用过程都会对环境造成一定程度的影响。
在生产过程中，氯化法工艺会产生大量的气体和废水，含有高浓度的氯化物和硫酸盐，并且在煅烧过程中产生二氧化硫和氮氧化物等有害气体。
硫酸法工艺会产生大量的废水和粉尘，其中含有高浓度的二氧化硫和氮氧化物。
纳米二氧化钛(钛白粉)简要介绍
纳米二氧化钛(钛白粉)简要介绍纳米二氧化钛，亦称纳米钛白粉，是化工颜料钛白粉的一种，是根据钛白粉粒径尺寸大小来定义的，从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在100纳米以下，其外观为白色疏松粉末，具有抗紫外线、抗菌、自洁净、抗老化功效，纳米二氧化钛的可应用领域特别广泛，比如纳米二氧化钛可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域，还可用于污水处理、空气净化等产品中，锐钛型纳米二氧化钛因比表面积大，在光催化，太阳能电池，环境净化，催化剂载体，锂电池以及气体传感器等方面得到广泛的应用。
除此之外，纳米二氧化钛还可广泛应用于军事领域。
纳米二氧化钛主要有两种结晶形态：锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)。
金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率，其遮盖力和着色力也较高。
而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高。
在固定条件下，锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。
纳米二氧化钛(钛白粉)应用领域纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。
纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与食品接触，所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。
河北麦森钛白粉有限公司生产的纳米钛白粉(MS-GCA01)产品性能:锐钛型纳米二氧化钛外观为白色疏松粉末。
具有很好的光催化效果，能分解在空气中的有害气体和部分无机化合物，并抑制细菌生长和病毒的活性，达到空气净化，杀菌，除臭，防霉。
纳米二氧化钛具有抗菌，自洁净化净化功效，还可以大幅提高产品粘结力。
无毒无害，与其他原料有极好的相容性。
粒径均匀，比表面积大，分散性好;纳米材料效果强。
纳米钛白粉
纳米钛白粉概述纳米钛白粉，亦称纳米二氧化钛。
按照晶型可分为:金红石型纳米钛白粉和锐钛型纳米钛白粉；按照其表面特性可分为:亲水性纳米钛白粉和亲油性纳米钛白粉。
金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率，其遮盖力和着色力也较高。
而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高。
在一定条件下，锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。
国外纳米TiO2的生产现状20世纪80年代以前，纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等。
80年代以后，开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂。
我国纳米TiO2的现状我国纳米TiO2的研究在“九五”期间形成了高潮，据了解，进行纳米粉体制备技术研究的科学院所和高校几乎都在进行和进行过纳米TiO2的研究。
重庆大学应用化学系是国内最早(1989年)研究纳米TiO2的单位，华东理工大学、中国科学院上海硅酸盐研究所是目前研究技术较全面、报道最多的单位。
主要制备方法目前，制备纳米钛白粉的方法很多，基本上可归纳为物理法和化学法。
物理法又称为机械粉碎法，对粉碎设备要求很高；化学法又可分为气相法、液相法和固相法。
1、气相法制备纳米钛白粉气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法。
（1）物理气相沉积法物理气相沉积法是利用电弧、高频或等离子体等高稳热源将原料加热，使之气化或形成等离子体，然后骤冷使之凝聚成纳米粒子。
其中以真空蒸发法最为常用。
粒子的粒径大小及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控制。
该法同时可采用于单一氧化物、复合氧化物、碳化物以及金属粉的制备。
（2）化学气相沉积法化学气相沉积法利用挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应生成所需化合物，该法制备的纳米TiO2粒度细，化学活性高，粒子呈球形，单分散性好，可见光透过性好，吸收屏蔽紫外线能力强。
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纳米钛白粉知识
二氧化钛主要生产厂家排名（前六名）：杜邦（DuPont）、美礼联无机化工（缩写MIC，前SCM）、科美基（Kerr-McGee缩写KMG）、亨兹曼（Huntsman）和国家铅业公司（缩写NL，其生产二氧化钛的子公司是德国的康诺斯-Kronos），第6名是日本的石原产业（缩写ISK）。
二，钛白粉性质及应用范围
2-1钛白粉性质二氧化钛是一种多晶型的化合物，在自然界中有3种结晶形态：金红石
三，二氧化钛纳米材料紫外线吸收特性的应用
3-1紫外线介绍紫外线为日光中波长为200-400nm的射线，约占日光的6.1%，按波长不同分为三个区段：长波紫外线UV A（320-400nm）、中波紫外线UVB（280-320nm）和短波紫外线UVC（200-280nm）。
其中绝大部分UVC可以被大气臭氧层吸收，紫外线中能对人体皮肤产生生理作用的主要是UV A和UVB。
紫外线对皮肤的危害：绝大部分的UVB在表皮层即被吸收，皮肤产生急性红斑效应，形成黑色素，发生急性皮炎，通常称为日光晒斑；UV A辐射能量占紫外线能量的98%，绝大部分能够透过真皮，少量的甚至透过真皮下的皮下组织，辐射穿透力远远大于UVB，长期照射积累，会逐渐破坏弹力纤维，使肌肉失去弹性，引起皮肤松弛，出现皱纹、雀斑和老年斑。
紫外线过量照射容易引起皮肤癌。
3-2二氧化钛纳米材料紫外线吸收机理
一般TiO2纳米材料的粒径小于100nm，可以有效地散射和吸收紫外线，具有很强的紫外线屏蔽能力。
散射原理：当紫外线作用到介质中的TiO2纳米粒子时，由于粒子尺寸小于紫外线的波长，TiO2纳米材料中的电子被迫振动（其振动频率与入射光波的频率相同），成为二次波源，向各个方向发射电磁波，即紫外线的散射。
吸收原理：TiO2是一种n型半导体，锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，金红石型TiO2的禁带宽度为
3.0eV，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上，同时产生电子-空穴对，紫外
线的能量被吸收，再以热量或产生荧光的形式释放能量，不对皮肤造成伤害。
3-3化妆品防晒剂的选择原则
⑴安全无毒。
无皮肤刺激性，无致癌性；
⑵良好的紫外线吸收性能，最好可同时对UVA和UVB起到良好的防护作用；
⑶皮肤附着性佳，具有防水性能，即耐水又耐汗；
⑷要求防晒剂本身的色泽浅、气味小，无臭味。
怪味，外观颜色符合要求；
⑸热稳定性好，被紫外线照射后不分解、不变色，挥发性小，不与配方中其它成分起
化学反应；
⑹有适当的溶解性，可与化妆品其它成分配伍；
⑺价格便宜，原料易得。
3-4TiO2纳米材料紫外线屏蔽能力的影响因素
TiO2纳米材料为粒径在10-100nm的白色无机小颗粒，无毒性，无臭味、怪味，紫外线照射下不分解，不易与其它化学成分反应，能够在透过可见光的同时有效地屏蔽UV A和UVB，具有极强的紫外线吸收能力。
最突出的特点是：安全性和有效性。
影响TiO2纳米材料紫外线吸收能力主要有以下几个因素：
⑴晶型从保持稳定、增强屏蔽作用、减少光活性以及降低其光危害性的角度出发，
在化妆品中尽量使用金红石型TiO2，各晶型TiO2性能对比表：
⑵粒径TiO2纳米材料的粒径大小与其抗紫外线能力密切相关，当其粒径等于或者小
于光波波长的一半时，对光的反射、散射量最大，屏蔽效果最好。
紫外线的波长为190-400nm，因此TiO2的粒径不能大于200nm，最好不大于100nm。
粒径太小的问题：比表面积大，颗粒易团聚，对分散不利；易堵塞皮肤毛孔，不利于透气和排汗。
TiO2纳米材料的最佳粒径范围是30-100nm，对紫外线的屏蔽效果最好，同时透过可见光，使皮肤的白度显得更自然，不会太白。
⑶制备方法TiO2纳米材料的制备方法可分为干法和湿法两大类。
湿法制得的金红石
型TiO2纳米材料分散性比干法的好，但是晶型不纯，光活性较强，尽量避免用来做化妆品防晒剂。
干法制得的金红石型产物晶型纯度较高，光活性小，主要的问题是分散性差，需要通过对其进行表面处理来解决。
因此，我们应该选用干法工艺的金红石型TiO2纳米材料作为化妆品防晒剂。
⑷表面改性工艺因TiO2纳米材料颗粒细小，比表面积较大、比表面能较高，具有较
强极性，光催化活性强，易致化妆品中的香精、油脂和营养物质氧化分解，使化妆品变质变味。
可通过对TiO2纳米材料表面进行改性处理。
未经表面处理的TiO2纳米材料表面是亲水的，不能很好的分散于化妆品内其它有机基质材料中去。
常用的改性方法是在TiO2纳米材料表面包覆氧化铝、氧化硅等无机物或者有机硅氧烷、硬脂酸等有机物以克服以上困难。
四，TiO2纳米材料介绍
4-1纳米材料定义纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级（1-100nm）的材料，它是一种典型的介观系统，处于原子族和宏观物体交界的过渡区域，既非微观系统，也非宏观系统，具有一系列特异的物理化学性质。
纳米材料可分为两个层次，即纳米微粒和纳米固体。
纳米微粒是指单个纳米尺寸的超微粒子，纳米微粒的集合体称为超微粉末或纳米粉。
纳米固体是由纳米微粒聚集而成，它包括三维纳米块体、二维纳米薄膜和一维纳米线。
纳米粒子（有时称为纳米晶）的特性主要有四方面效应：小尺寸效应、大比表面积、量子尺寸效应和量子隧道效应。
4-2TiO2纳米材料的特性主要有三大特性：超微性、高效光催化活性和紫外吸收性。
4-3TiO2纳米材料对皮肤的作用经试验，一般情况下TiO2纳米材料只在皮肤角质层表面成膜，无法进入表皮、真皮及皮下组织，最可能进入皮肤的方式是进入毛囊孔。
在皮肤表面容易被洗去。
另外，有极少研究认为，TiO2纳米材料可通过皮肤角质层的细胞间隙而非毛囊孔进入皮肤颗粒层；也有研究认为，在使用含TiO2纳米材料的防晒剂时，会导致在田间作业的人特别是饮酒嗜好者对有毒除草剂通过皮肤吸收的增加。
4-4TiO2纳米材料对皮肤功能的影响TiO2纳米材料吸收紫外线后会产生自由基，极有可能对皮肤造成损伤。
产生自由基的原理：由于TiO2纳米材料的电子结构是由价电子带和空轨道形成的导带构成的，当其受到紫外线照射时，比其禁带宽度（锐钛矿型为
3.2eV，金红石型为3.0eV）能量大的光线被吸收，使价带的电子激发至导带，结果使
价带产生空穴，形成容易移动且活性极强的电子-空穴对。
这样的电子-空穴对，一方面可以在发生各种氧化还原反应时相互之间又重新结合，以热量或者产生荧光的形式释放能量；另一方面可解离成在晶格中自由迁移到晶格表面或其它反应场所的自由空穴和自由电子，并立即被表面基团捕获。
通常情况下，TiO2会使表面水活化产生表面羟基捕获自由空穴，形成羟基自由基，而游离的自由电子很快会与吸收态氧气结合产生超氧自由基。
种种试验结果表明，TiO2纳米材料在紫外线的照射下，可能会使皮肤角质层失去抵御能力；在紫外线的照射下，TiO2纳米材料在人体皮肤上所产生（光催化反应）的ROS（活性氧族）会改变细胞的某些正常功能；TiO2纳米材料影响细胞行为的程度不取决于样品表面积，较小的纳米颗粒和较大的纳米颗粒效果相当，真正与
细胞毒性紧密相关的是纳米颗粒的复合晶型。
例如，锐钛矿型TiO2的毒性是等量金红石型TiO2的100倍，有最强细胞毒性的TiO2样本，同样也是最高效的活性氧基团的产生者。
4-5如何消除防晒化妆品中TiO2纳米材料可能产生的氧活性基团有研究发现，掺杂锰自后可以减少90%的自由基；有人也考虑改变TiO2的结构或者用沸石包裹TiO2纳米材料以减少光照下ROS在人体细胞中产生；加入抗氧化剂如谷光甘肽（GSH）和维生素E 类似物TROLOX可以有效降低催化的蛋白质酪氨酸酶硝化。
整体来讲，TiO2纳米材料作为惰性金属氧化物，性质相对稳定、无毒，可以比较安全地降低紫外线的强度。