二氧化钛的形貌及其应用
二氧化钛 百度百科
二氧化钛百科名片二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，现正广泛开发，将来有机会成为新工业。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。
二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。
二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
目录二氧化钛简介管制信息名称化学式相对分子质量性状储存用途具体介绍结晶特征及物理常数级别性能分级性能相对密度熔点和沸点介电常数电导率硬度吸湿性热稳定性食品应用研究测定方法挥散法重量法容量法比色法毒理数据介绍实验室动物进行慢性毒性和致癌性研究评价结论和建议食用规定性质规定使用和限量危害健康《中国药典》注释性状鉴别检查含量测定类别贮藏二氧化钛简介管制信息名称化学式相对分子质量性状储存用途具体介绍结晶特征及物理常数级别性能分级性能相对密度熔点和沸点介电常数电导率硬度吸湿性热稳定性食品应用研究测定方法挥散法重量法容量法比色法毒理数据介绍实验室动物进行慢性毒性和致癌性研究评价结论和建议食用规定性质规定使用和限量危害健康《中国药典》注释性状鉴别检查含量测定类别贮藏展开编辑本段二氧化钛简介管制信息本品不属于易制毒、易制爆化学品，不受公安部门管制。
名称中文名称：二氧化钛中文别名：二氧化钛,钛酐,氧化钛(IV)英文别名：Titanium(IV) oxide,Titanium dioxide, Titanic anhydride,Titunic acid anhydride,Titania, Titanic acid anhydride,Titania, Unitane, Pigment white 6, C.I. 77891化学式TiO2相对分子质量79.88性状白色无定形粉末。
溶于氢氟酸和热浓硫酸，不溶于水、盐酸、硝酸和稀硫酸。
与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。
纳米二氧化钛的性质及应用进展
二、纳米二氧化氧化钛在光学领域具有广泛的应用，其中最具代表性的是光催化。纳 米二氧化钛在紫外光下能够高效降解有机污染物，如挥发性有机物、染料、农药 等。通过光催化反应，这些污染物可以被分解为无害的二氧化碳和水，从而达到 净化环境的目的。此外，纳米二氧化钛还可以用于光电催化制氢、太阳能电池等 领域。
一、纳米二氧化钛的性质
纳米二氧化钛是一种白色粉末，具有高透明度、高分散性和低能耗等特点。 其晶体结构包括锐钛矿型和金红石型两种，前者具有较好的光催化性能，后者则 具有较高的稳定性和耐候性。纳米二氧化钛的制备方法主要包括化学气相沉积、 液相法、溶胶-凝胶法等，其中最为常用的是液相法。
纳米二氧化钛具有优异的光学性能，其带隙能约为3.2 eV，对应于紫外光的 吸收波长范围。因此，纳米二氧化钛在紫外光下具有高效的光催化性能，可用于 降解有机污染物、抗菌消毒等领域。此外，纳米二氧化钛还具有较好的化学稳定 性和耐候性，使其在室外环境下仍能保持较高的活性。
六、结论
纳米二氧化钛作为一种重要的无机纳米材料，由于其独特的物理化学性质， 在光学、电子、医药等领域具有广泛的应用前景。本次演示对纳米二氧化钛的应 用研究进展进行了详细探讨，总结了其研究现状、成果与不足，并指出了未来的 研究方向。随着纳米技术的不断发展和新材料领域的不断创新，相信纳米二氧化 钛在未来将会在更多领域得到广泛应用，为人类社会的发展和进步做出贡献。
然而，纳米二氧化钛的应用仍存在一些问题和不足之处。首先，其制备过程 较为复杂，需要严格控制制备条件，以保证其结构和性能的稳定性。其次，纳米 二氧化钛的应用过程中可能存在一定的环境风险，需要加强对其生态毒理学的研 究和控制。最后，纳米二氧化钛的大规模生产和应用还需要进一步完善产业链和 市场推广。
结论
TiO2的性质和应用
编辑词条TiO2目录[隐藏]二氧化钛纳米TiO2二氧化钛纳米TiO2[编辑本段]二氧化钛钛的氧化物——二氧化钛，是雪白的粉末，是最好的白色颜料，俗称钛白。
以前，人们开采钛矿，主要目的便是为了获得二氧化钛。
钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。
特别可贵的是钛白无毒。
它的熔点很高，被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
作用二氧化钛是世界上最白的东西，l克二氧化钛可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。
它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。
世界上用作颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。
二氧化钛可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。
此外，为了使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。
在橡胶工业上，二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。
二氧化钛是广泛被应用的白色颜料由于其亮光和非常高折射率(n= 2.4), 只有金刚石超过它。
作为当存款时用薄膜, 其折射率和颜色使它作为优秀反射性光学涂层为电介质镜子。
TiO2 并且是有效的不透光剂以粉末形式, 它被使用因为颜料提供苍白和不透明对产品譬如油漆、涂层、塑料、论文、墨水、食物, 和多数牙膏。
在化妆用品和护肤品, 二氧化钛被使用作为颜料和浓化剂, 并且在几乎每sunblock 与一个物理预锻模, 二氧化钛被发现由于其折射率和其对色变的抵抗在紫外光之下。
这可以提高其稳定和能力保护皮肤免受紫外光。
获得纯净的二氧化钛使用单质制取而是从钛铁矿获得。
它最纯净的形式之一是在金红石海滩沙子中开采。
[编辑本段]纳米TiO2纳米TiO2具有独特的光催化性、优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能,在光催化剂、化妆品、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件等方面具有广阔的应用前景。
二氧化钛有三种晶体形态：板钛矿不能做为颜料使用，锐钛矿偶尔使用和金红石，最常用的晶体形态有两种不同方法生产金红石颜料：硫酸盐法(老式法)和氯化物法(新方法)。
二氧化钛用途
二氧化钛用途二氧化钛，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。
它的熔点很高，也被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取或由四氯化钛分解得到。
二氧化钛在自然界中存在三种同素异形态：金红石型、锐钛型和板钛型，此外还有数种人工合成的晶型。
二氧化钛是一种无机化合物，化学式为TiO2，为白色固体或粉末状的两性氧化物，分子量79.866，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。
钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，二氧化钛在2B类致癌物清单中。
二氧化钛具有半导体的性能，它的电导率随温度的上升而迅速增加，而且对缺氧也非常敏感。
例如，金红石型二氧化钛在20℃时还是电绝缘体，但加热到420℃时，它的电导率增加了107倍。
稍微减少氧含量，对它的电导率会有特殊的影响，按化学组成的二氧化钛（TiO2）电导率<10-10s/cm，而TiO1.9995的电导率则高达10-1s/cm。
金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，该工业领域利用上述特性，生产陶瓷电容器等电子元器件。
熔点和沸点由于锐钛矿型和板钛型二氧化钛在高温下都会转变成金红石型，因此板钛型和锐钛矿型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。
只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点（1830±15）℃、富氧中的熔点1879℃，熔点与二氧化钛的纯度有关。
金红石型二氧化钛的沸点为(3200±300)K，在此高温下二氧化钛稍有挥发性。
二氧化钛分类
二氧化钛分类二氧化钛是一种非常重要的材料，在生产及科学研究中都有广泛的应用。
在工业上，主要用于化妆品、涂料、塑料等行业；在科学研究中，主要用于催化和光催化等方面。
但是，二氧化钛有很多种不同形态和性质，需要对其进行分类。
本文将围绕二氧化钛分类一事进行阐述。
第一步，按照形态进行分类。
根据二氧化钛的形态特征，它主要分为四种形态：1. 纳米颗粒：二氧化钛颗粒的平均尺寸小于100纳米，通常是10-50纳米左右。
2. 纳米棒：二氧化钛的形态具有细长的“棒子”状，长度一般在100纳米到数微米之间，直径通常小于100纳米。
3. 纳米管：二氧化钛的形态具有管状，长度通常在数百纳米到数微米之间，直径在10-100纳米之间。
4. 薄膜：用特殊的表面处理方法将二氧化钛形成极薄的膜状。
根据二氧化钛的形态不同，其物理性质、化学性质以及应用领域也不同。
例如，在光催化方面，纳米颗粒比纳米管更为高效，而在某些化妆品应用中，薄膜形式的二氧化钛更为适用。
第二步，按照合成方法进行分类。
根据二氧化钛的合成方法，它主要分为两种形式：1. 溶胶-凝胶法：将钛酸酯等钛源物溶解在溶剂中，然后加入水或酸性溶液，形成胶体。
通过加热干燥等方式将胶体形成成固体。
2. 水热合成法：将钛源物与碱性溶液反应，形成钛酸盐，随后进行加热处理，在高压的条件下使之形成二氧化钛颗粒。
不同的合成方法会影响二氧化钛材料的结晶形态、晶格结构以及物理性质等。
因此，在选用二氧化钛材料时，也需要根据对应的合成方法选择对应的合成材料。
第三步，按照物理/化学性质进行分类。
根据二氧化钛的物理/化学性质，它主要分为三种形式：1. 普通型：其物理/化学性质普通，主要由纳米晶体颗粒组成。
2. 氧化还原型：其物理/化学性质不同于普通型，因为它的表面和晶体含有还原剂。
这种结构通常能够更好地吸收光线。
3. 孔型：通常由孔隙结构组成的材料，表现出比普通型更优秀的催化作用。
因此，二氧化钛的不同分类形式具有不同的物理/化学性质。
二氧化钛
AYYWEAFDhtkVRYQe要想皮肤美，防晒最重要。
紫外线会使得皮肤变黑，引起皮肤红斑、水肿等炎症反应，引起皮肤的光老化，容易导致皮肤癌的发生。
臭氧层的破坏使达到地球表面的紫外线增加。
因此，对研制紫外线防护剂的要求日益强烈。
一、物理性质纳米级二氧化钛，亦称钛白粉，外观为白色疏松粉末。
具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能，屏蔽紫外线作用强，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）。
利用钛白的白度和不透明度这两种性能，可使化妆品的颜色范围很宽广，考虑到遮盖力和耐晒时，采用金红石型钛白为好。
二、化学性质纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、且完全可以与食品接触，在光线中紫外线的作用下能长久杀菌。
三、防紫外线功能纳米二氧化钛的抗紫外线机理：纳米二氧化钛的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。
其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关：当粒径较大时，对紫外线的阻隔是以反射、散射为主。
防晒机理是简单的遮盖，属一般的物理防晒，防晒能力较弱；随着粒径的减小，光线能透过纳米二氧化钛的粒子面，对紫外线的吸收性明显增强。
其防晒机理是吸收紫外线。
对人体伤害的一般是中波区和长波区紫外线。
纳米二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样，对长波区紫外线的阻隔以散射为主，对中波区紫外线以吸收为主。
与其他有机防晒剂相比，纳米二氧化钛具有无毒、性能稳定、效果好等特点。
纳米二氧化钛由于粒径小，活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收紫外线，从而对紫外线有更强的阻隔能力。
与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比，纳米二氧化钛在紫外区的吸收峰更高，吸收效果更好。
它还能透过可见光，加入到化妆品使用时皮肤白度自然。
纳米TiO2能稳定均匀地分散于化妆用品中，利用其对紫外线的吸收作用，可阻止高分子链的降解，减少自由基的发生，从而达到防日晒老化的效果。
价格便宜，来源丰富；是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。
二氧化钛
一、二氧化鈦顏料(鈦白粉)(Titanium dioxide)白顏料6 PW-6 (77891)二氧化鈦是唯一的鈦化合物，在商業上作為一般用顏料物質下顏料用二氧化鈦(TiO2)是屬結晶狀，無定形的TiO2，不能作顏料用。
TiO2結晶可有三種形態，就是金紅石型（(R型）（rutile)，銳鈦礦型(A型)(anatase)和板鈦礦型(brookit)，前二者可作顏料用，板鈦礦型則不能作顏料用。
TiO2，的所以能成為白色不透明顏料，主要是靠他們對可見光無吸收，有高的折光係數，以及在製造過程中，可以製成適當的結晶大小，便有最大的不透明度和白色。
另外一個重要原因，TiO2可以吸收紫外光，便在作油漆用途時，可以有大的耐用度(durability)。
TiO2的不透明度，是因為TiO2作為顏料時，TiO2和油漆媒劑間交接面的部份折光情形，當反射的折光率大，油漆的不透明也就愈大。
一種典型顏料TiO2濃度的不透明度，當TiO2結晶變小時，不透明度會增加，但也有一定限度，就是結晶大小超過限度時，不透明度反會變小。
最好的金紅石型和銳鈦礦型TiO2顏料，他們的平均折光度，分別為2.71和2.57。
用2.71計算金紅石型TiO2在一典型油料擔體中，便有最高的不透明度，他們的結晶大小，直徑最好約為0.25#(micro)(10 m)。
商業上可以接受的TiO2顏料，他們的結晶直徑約為0.2～0.4μ間。
TiO2的結晶大小，祇能在TiO2製造操作過程中控制，一旦製成後，軌無法變小，最後研磨，祇能粉碎在燬燒時所成的結塊，不能使直徑變小，一般R型和A型顏料TiO2一般性質如上表3-1。
二氧化鈦在商業上作為顏料供應用，可以為純物質，差不多祇有TiO2，或加少量的添加劑(additives)，或作為複合顏料（composite pigment)，一般除TiO2外，含有70或50%的硫酸鈣。
二氧化鈦是現代最重要的單一白色顏料，應用在各種工業用途上，包括油漆、塑膠、橡膠、造紙、油氈、油布，以及其他等，他們的用途約如下表:其中三項主要工業的耗用TiO2，在1950～1970年間，每年成成長率，油漆為4.3%，紙業7.1%，塑膠10.0%三種工業總平均成長率，估計為4.8%/年。
二氧化钛及其应用
二氧化钛及其应用一、二氧化钛的性质二氧化钛（化学式：TiO₂）是白色固体或粉末状的两性氧化物，分子量为79.83。
1、晶型的性质：TiO2存在金红石型、锐钛型、板钛型等三种主要晶型。
2、光学性质：由于TiO2纳米粒子既能散射又能吸收紫外线，故它具有很强的紫外线屏蔽性。
常作为防晒剂掺入纺织纤维中，超细的二氧化钛粉末也被加入进防晒霜膏中制成防晒化妆品。
3、物理性质：TiO2熔点很高，也被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
TiO2光泽度及硬度较高，具有最佳的不透明性、最佳白度和光亮度可以用作白色无机颜料、搪瓷的消光剂。
TiO2具有半导体的性能对电子工业非常重要，该工业领域利用上述特性，生产陶瓷电容器等电子元器件。
4、化学性质：TiO2无毒、不溶于水或者稀硫酸，且因为化学性质稳定、不易起变化，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。
二、二氧化钛光催化原理在众多半导体光催化材料中，TiO2以其化学性质稳定、氧化-还原性强、抗腐蚀、无毒及成本低而成为目前最为广泛使用的半导体光催化剂。
TiO2的三种晶型中板钛矿的光催化性能和稳定性最差，基本没有相关的研究和应用。
金红石是常用的白色涂料和防紫外线材料，对紫外线有非常强的屏蔽作用，在工业涂料和化妆品方面有着广泛的应用。
锐钛型具有更高的光催化活性能够直接利用太阳光中的紫外光进行光催化降解，而且不会引起二次污染。
因此，锐钛矿是常用的处理环境污染方面问题的光催化材料。
锐钛矿受到波长小于或等于387.5nm的光(紫外光)照射时，价带的电子就会获得光子的能量而跃迁形成光生电子e-。
如果把分散在溶液中的每一颗TiO2粒子近似看成是小型短路的光电化学电池，则光电效应应产生的光生电子在电场的作用下分别迁移到TiO2表面不同的位置。
TiO2表面的光生电子e-易被水中溶解氧等氧化性物质所捕获，生成超氧自由基·O2-；而h+则可氧化吸附于TiO2表面的有机物或先把吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成羟基自由基·OH；·OH和·O2-，其氧化能力极强几乎能够使各种有机物的化学键断裂，因而能氧化绝大部分的有机物及无机污染物，将其矿化为无机小分子、CO2和H2O等物质。
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第3期2018年6月No.3 June，2018TiO 2因其毒性低、价廉、耐强酸强碱、耐紫外线腐蚀、耐强氧化剂腐蚀而普遍应用于环境治理，成了最有前途的材料，得到了科研人员的重视。
1991年，日本学家Iijima [1]发现了碳纳米管，开启了TiO 2一维形貌研究的大门。
随着研究的深入，众多科技领域开始了对TiO 2形貌结构的研究，TiO 2材料因其结构不同而具有不同的性能及应用，本研究综述了不同制备方法对其形貌特征的影响。
1 TiO 2的合成及形貌结构TiO 2是最早作为光催化剂的材料之一，相比较其他光催化剂，它的发展更为完善，目前合成出的比较成熟的形貌有球形、微球形、中空球形、纳米纤维、纳米管状、片状、棒状、花形等。
Pal 等[2]在氮气氛围和室温下，将四丁氧基钛和乙二醇配置的溶液磁力搅拌水解8 h ，然后再加入丙酮进行剧烈搅拌，就制备出了球形TiO 2。
吕玉珍等[3]以草酸钛钾和过氧化氢为原料制备了TiO 2 粉末，采用水热法在150 ℃下加热0.5 h ，TiO 2粉末初步变成图1中的带状花结构，再在此温度下延长加热5 h ，形成图1中所示的棒状花结构。
常用的TiO 2合成方法包括：反应热炉热裂解法[4]；水热法，Wang [5]采用水热法一步合成了2-D TiO 2，他们发现二维TiO 2的禁带宽度比TiO 2减小很多，Eg 大约为1.8 eV ，在较大程度上提高了光催化剂的催化活性；溶剂热法[6-7]，而溶剂热法又分为有无模板，王红侠等[6]采用无模板溶剂热法合成了TiO 2中空微球（以钛酸丁酯为钛源），发现它具有良好的光催化活性。
除了这些方法，还有很多其他的制备方法。
Li [8]考虑到了TiO 2回收的问题，制备合成了多孔TiO 2陶瓷颗粒。
在人们发现氧空穴对提高TiO 2的光催化性能有一定贡献后，An 等[9]将TiO 2纳米管与p25纳米粒子进行偶联，合成了分级纳米结构的TiO 2，具有较大的比表面积，较多的氧空穴和良好的光活性。
2 TiO 2的其他应用2.1 电池领域应用随着社会科技、经济的发展，不可再生能源的逐渐减少，能源问题也越来越突出，人们开始探究新能源—太阳能。
太阳能因其储存量大、绿色无污染成为最有前途的能源之一。
1991年，Grätzel 教授[10]制备出了光电转化效率为7.1%的太阳能电池后，染料敏化太阳能电池便开始备受关注，因为它的成本低廉、易制作等优点，大多数人们开始研究这样一种新型太阳能电池。
（a ）在150 ℃下加热0.5 h TiO 2的SEM 照片（b ）在150 ℃下加热5 h TiO 2的SEM 照片图1 在150 ℃下加热的SEM照片2.2 抗菌Liu 等[11]发现多面体TiO 2纳米晶上构建的{101}-{001}表面异质结有利于光生电子与空穴的分离，所形成的自由电子和空穴可以促进活性氧（ROS ）的产生，这可能用于消灭活细菌。
研究发现，这些多面体TiO 2纳米晶体比球形TiO 2纳米晶体更容易产生活性氧，对在模拟日光照射下的大肠杆作者简介：郭宇萱（1996— ），女，汉族，河北邯郸人，本科生；研究方向：光催化。
二氧化钛的形貌及其应用郭宇萱，李 坤，张伊晗，王 璐（河北农业大学 渤海校区，河北 沧州 061100）摘 要：本文介绍了二氧化钛的形貌及其合成方法。
形貌不同，使其具有不同的用途。
扼要阐述了二氧化钛在染料敏化太阳能电池、锂离子电池、抗菌、气体传感器、处理废水等领域的应用。
最后，对未来二氧化钛的应用做出了展望。
关键词：二氧化钛；形貌；应用现代盐化工Modern Salt and Chemical Industry第3期2018年6月No.3 June，2018菌和金黄色葡萄球菌具有较高的抗菌活性。
2.3 污水处理Liz[12]利用TiO2光降解污水中的雌激素雌酮（E1），17β-雌二醇（E2）和17α-炔雌醇（EE2）。
在UV A（介于320~420 nm 的紫外光）辐射辅助下，所有雌激素均为98%的水溶液中，暴露60 min后，发现固定化TiO2显示出更好的去除雌激素（82%的E2和85%的EE2）的效果，此方法可用于降解废水中的分析物样本。
2.4 气体传感器气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器，能将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息。
Zhang等[13]成功合成了一种新型中空双层纳米结构的SnO2-TiO2。
由于SnO2-TiO2的特殊的多层结构和丰富的异质界面，它的传感层对乙醇气体响应敏感，响应时间不足1.7 s。
这使其在环境监测和检验酒驾方面显示出巨大的潜能。
3 结语利用反应热炉热裂解法、水热合成法、模板法、溶剂热法等各种方法可以制备TiO2的不同结构，也正是因为不同的形貌特征而呈现出特定的性质，这就决定了不同结构应用领域的不同。
除此之外，还有些问题需要完善：（1）多数对形貌有影响的物理化学方法只停留在理论层面，缺乏对合成研究的更深层次理解，还需从动力学、热力学等角度继续探究，从而发现新的形貌结构。
（2）关于部分TiO2材料的应用多数仅停留在实验室阶段，随着实验研究的进一步深入，其应用领域还将扩大。
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