鈦白粉(TiO?)是一種白無機化合物,化學式為TiO?,分子量為79.87 g/mol。其晶體結構主要包括三種同質異形體:金紅石(Rutile)、銳鈦礦(Anatase)和板鈦礦(Brookite)。金紅石是熱力學穩定的形態,密度為4.23 g/cm3,常見于高溫地質環境;銳鈦礦密度較低(3.89 g/cm3),具有更高的光催化活性;板鈦礦則較為罕見。三種結構的差異源于TiO?八面體的連接方式:金紅石為共邊連接,銳鈦礦為共邊與共角混合連接。鈦白粉的熔點約為1843℃,且化學性質極為穩定,耐酸堿性優異(除濃硫酸和氫氟酸外),這些特性為其應用奠定了基礎。化妝品行業依賴鈦白粉調整產品質地與光學性能。R-R3鈦白粉
鈦白粉的光催化性能使其在能源領域具有巨大的應用潛力。在光解水制氫方面,鈦白粉是一種常用的光催化劑。當受到特定波長的光照射時,鈦白粉的價帶電子會被激發躍遷到導帶,形成光生電子 - 空穴對。這些光生載流子遷移到催化劑表面,與水發生反應,將水分解為氫氣和氧氣。通過對鈦白粉進行改性,如摻雜金屬離子或非金屬元素,可以提高其光催化效率,降低光生載流子的復合幾率,從而實現更高效的光解水制氫。這一技術有望為解決能源危機提供的途徑,將太陽能轉化為清潔的氫能儲存起來。此外,在太陽能電池中,鈦白粉也可作為電極材料的一部分,參與光電轉換過程,提高太陽能電池的光電轉換效率,推動太陽能的應用。化妝品鈦白粉哪家好涂料行業依賴鈦白粉,它能有效提升漆膜的遮蓋力與光澤度。
在鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)中,TiO?電子傳輸層(ETL)對效率提升至關重要。其介孔結構(孔徑20-50 nm)可提高鈣鈦礦結晶度,減少界面缺陷。2022年,韓國UNIST團隊通過原子層沉積(ALD)制備超薄TiO?(<10 nm),使電池效率突破25.7%。在鋰硫電池中,TiO?中空微球作為硫宿主材料,通過化學吸附抑制"穿梭效應",使循環壽命從100次延長至500次以上。此外,光解水制氫系統中,TiO?與MoS?構建的Z型異質結可將產氫速率提升至12.6 mmol·g?1·h?1。
基于TiO?的光催化氧化技術可降解有機污染物(如苯酚、農藥)和滅活病原微生物。例如,負載于陶瓷膜上的TiO?在紫外光下可分解印染廢水中的偶氮染料,脫率超過95%。實際應用中,需解決光利用率低(紫外光占太陽光譜5%)和催化劑回收難題。懸浮式反應器易流失催化劑,而固定式(如TiO?涂層光纖反應器)則傳質效率受限,折衷方案是采用流化床設計。此外,為了提高光催化效率,研究者們正在探索新型的光催化劑材料,如摻雜金屬或非金屬的TiO?,這些改性材料能夠吸收可見光,從而拓寬了光譜響應范圍。同時,為了克服催化劑回收的挑戰,研究者們開發了磁性TiO?復合材料,通過外加磁場即可方便地從反應體系中分離催化劑。在反應器設計方面,除了流化床設計外,還有研究者提出了微反應器概念,通過微通道內的快速混合和高效傳質,進一步提升了光催化降解效率。這些創新技術為解決環境污染問題提供了新思路。工業級鈦白粉為建筑材料增添色彩,增強其耐候性與耐久性。
作為LLZO(鋰鑭鋯氧)固態電解質與LiCoO?正極的緩沖層,5nm厚TiO?薄膜可:①抑制界面副反應,使界面阻抗從2000Ω·cm2降至50Ω·cm2;②均勻鋰離子流,提升臨界電流密度至2.5mA/cm2(裸LLZO0.3mA/cm2)。寧德時發的TiO?@NCM811復合正極,循環1000次后容量保持率92%,熱失控溫度從180℃提高至250℃此外,5nm厚TiO?薄膜還能:③增強正極材料的結構穩定性,有效防止正極顆粒在充放電過程中的粉化現象,延長電池的使用壽命;④改善正極與電解質之間的潤濕性,促進鋰離子的快速傳輸,進一步提高電池的充放電效率。而寧德時發的TiO?@NCM811復合正極,不僅展現了的循環穩定性,其高溫性能的提升也極大地拓寬了電池的應用范圍,為電動汽車、儲能系統等領域提供了更為安全可靠的電池解決方案。作為一種重要的無機顏料,鈦白粉憑借優良的光學性能,為油墨賦予鮮艷色彩和高清晰度的印刷效果。江蘇高白度鈦白粉目前售價
工業廢氣處理系統集成鈦白粉催化組件。R-R3鈦白粉
將納米TiO?(5wt%)與殼聚糖共混制成活性包裝膜,可實現:①乙烯光催化降解(速率0.8μL/g·h),延長草莓貨架期至14天;②抑制大腸桿菌生物膜形成(降低3-log CFU/g);③透氧率(25cm3/m2·d·atm)較PE膜降低70%,維持果蔬微環境平衡。歐盟雖禁用食品級TiO?(E171),但外包裝應用不受限,日本已批準TiO?/復合膜用于生鮮冷鏈,透光率>85%且霧度<5%,兼具可視性與功能性[citation:9]。此外,該活性包裝膜還具備以下優點:其良好的乙烯光催化降解能力,不僅能夠有效減緩果蔬的成熟過程,減少腐爛和變質的風險,還能在延長貨架期的同時,保持果蔬的新鮮度和營養價值。對于大腸桿菌等有害微生物的抑制作用,可以有效防止食品在儲存和運輸過程中被污染,提高食品的安全性。同時,較低的透氧率有助于維持果蔬微環境的平衡,減少氧氣的滲透,從而延緩果蔬的氧化過程,進一步延長食品的保鮮期。此外,該活性包裝膜的高透光率和低霧度特性,使其在保證食品可視性的同時,還能有效阻擋紫外線的照射,防止食品因光照而變質。這種兼具可視性和功能性的特點,使其在生鮮冷鏈等領域具有廣闊的應用前景。R-R3鈦白粉