對(duì)鈦白粉的研究一直是材料科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。科研人員不斷探索的制備方法和改性手段,以拓展鈦白粉的性能和應(yīng)用范圍。在制備方法上,從傳統(tǒng)的溶膠 - 凝膠法、氣相沉積法,到興的水熱合成法、微波輔助合成法等,每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),能夠制備出不同粒徑、晶型和表面性質(zhì)的鈦白粉材料。在改性方面,通過與其他材料復(fù)合,如與碳納米管、石墨烯等復(fù)合,可以提高鈦白粉的電子傳輸性能和光催化活性。此外,對(duì)鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控,改變其晶相組成,也能影響其性能。這些研究成果不推動(dòng)了鈦白粉基礎(chǔ)理論的發(fā)展,更為其在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用提供了更多的可能性,有望在未來進(jìn)一步改善人們的生活質(zhì)量,解決能源、環(huán)境等諸多方面的難題。鈦白粉的生產(chǎn)工藝不斷革新,旨在提高產(chǎn)品純度和質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,增強(qiáng)市場(chǎng)競爭力。石英石鈦白粉經(jīng)銷商
作為物理防曬劑,納米級(jí)TiO?能反射/散射紫外線(UVA+UVB),被用于防曬霜。然而,其潛在健康風(fēng)險(xiǎn)引發(fā)爭議:歐盟2021年將E171(食品級(jí)TiO?)列為可疑致物,因動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示長期攝入可能致DNA損傷。但經(jīng)皮吸收研究證實(shí),完整皮膚對(duì)納米TiO?的滲透率低于0.01%,正常使用防曬產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)極低。為平衡安全性與功效,行業(yè)趨向使用表面包覆(二氧化硅、氧化鋁)或增大顆粒尺寸(>100 nm)以降低光活性。FDA建議制造商標(biāo)注納米成分,并持續(xù)監(jiān)測(cè)長期暴露影響。浙江活化鈦白粉廠家電話銳鈦型鈦白粉成本優(yōu)勢(shì)明顯,適用于對(duì)成本敏感的產(chǎn)品生產(chǎn)。
模仿孔雀羽毛光子晶體結(jié)構(gòu),采用自組裝法構(gòu)建TiO?/SiO?周期性堆疊薄膜(層厚80-120nm),實(shí)現(xiàn)無染料結(jié)構(gòu)顯,純度Δλ<20nm。該材料用于防偽標(biāo)簽時(shí),視角差異可產(chǎn)生虹彩效應(yīng),優(yōu)于傳統(tǒng)油墨[citation:9]。進(jìn)一步結(jié)合形狀記憶聚合物,開發(fā)可變建筑外墻涂層,在25-50℃溫差下相從藍(lán)變紅,反射率調(diào)節(jié)范圍達(dá)40%,降低空調(diào)能耗15%此外,該TiO?/SiO?周期性堆疊薄膜不僅具有出色的光學(xué)性能,還展現(xiàn)了良好的環(huán)境響應(yīng)性。通過精細(xì)調(diào)控薄膜的層數(shù)和每層厚度,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定波長光的反射和吸收,從而在智能窗、光熱轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價(jià)值。在智能窗應(yīng)用中,該薄膜能夠根據(jù)外界光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)透光率,既保證了室內(nèi)光線充足,又有效避免了過強(qiáng)陽光引起的室內(nèi)過熱問題。而在光熱轉(zhuǎn)換領(lǐng)域,通過優(yōu)化薄膜結(jié)構(gòu),可以高效地將太陽光轉(zhuǎn)換為熱能,為太陽能熱水器、太陽能發(fā)電等提供新型材料支持。
受荷葉超疏水結(jié)構(gòu)啟發(fā),研究者通過激光刻蝕在TiO?表面構(gòu)建微納復(fù)合結(jié)構(gòu),使水接觸角>150°,用于防覆冰涂層。模仿蝴蝶翅膀光子晶體結(jié)構(gòu),周期性排列的TiO?納米柱可產(chǎn)生結(jié)構(gòu),替代傳統(tǒng)染料。前沿的是模擬葉綠體Z型機(jī)制的TiO?/CdS/CoOx三元體系,其光解水效率達(dá)2.3%(AM 1.5G),接近自然光合作用水平(通常<1%)。這些仿生策略為材料設(shè)計(jì)提供了范式。此外,受自然界中其他生物結(jié)構(gòu)的啟發(fā),研究者們還在不斷探索TiO?材料的更多可能性。例如,模仿鯊魚皮膚的微小凹槽結(jié)構(gòu),可以在TiO?表面構(gòu)建出具有減阻效果的微結(jié)構(gòu),這種材料在流體動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。另外,受竹子度、高韌性的啟發(fā),研究者們也在嘗試通過復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提升TiO?材料的力學(xué)性能,以滿足更嚴(yán)苛的使用環(huán)境要求。這些仿生設(shè)計(jì)不僅豐富了TiO?材料的性能,也為新材料的研發(fā)開辟了新的思路。鈦白粉晶面調(diào)控影響催化活性位點(diǎn)分布。
相對(duì)密度是鈦白粉的重要物理性質(zhì)之一。在常用的白色顏料中,二氧化鈦的相對(duì)密度小。這意味著在同等質(zhì)量的白色顏料里,二氧化鈦能夠占據(jù)更大的表面積,擁有更高的顏料體積。這種特性使得鈦白粉在一些對(duì)顏料分散性和覆蓋面積有較高要求的領(lǐng)域,如涂料、油墨等,展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),能夠更高效地發(fā)揮其作用。
熔點(diǎn)和沸點(diǎn)方面,銳鈦型在高溫下會(huì)轉(zhuǎn)變成金紅石型,所以嚴(yán)格來說,銳鈦型二氧化鈦并沒有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。而金紅石型二氧化鈦的熔點(diǎn)為 1850℃,在空氣中的熔點(diǎn)為 (1830±15)℃,富氧環(huán)境中的熔點(diǎn)為 1879℃,其熔點(diǎn)與二氧化鈦的純度密切相關(guān)。金紅石型二氧化鈦的沸點(diǎn)為 (3200±300)℃,在如此高溫下,二氧化鈦會(huì)稍有揮發(fā)性。這些熔點(diǎn)和沸點(diǎn)數(shù)據(jù),對(duì)于鈦白粉在高溫加工過程中的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。 汽車涂料加入鈦白粉增強(qiáng)漆面耐老化能力。江蘇白色鈦白粉價(jià)格表
塑料制品添加鈦白粉能防止紫外線降解。石英石鈦白粉經(jīng)銷商
目前,鈦白粉的生產(chǎn)工藝主要有硫酸法和氯化法這兩條工藝路線。硫酸法是將鈦鐵粉與濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng),生成硫酸氧鈦,隨后經(jīng)過水解生成偏鈦酸,再經(jīng)過煅燒、粉碎等一系列復(fù)雜的工序,終得到鈦白粉產(chǎn)品。該方法的優(yōu)勢(shì)在于可以利用價(jià)格相對(duì)低廉且容易獲取的鈦鐵礦與硫酸作為原料,技術(shù)相對(duì)成熟,設(shè)備也較為簡單,防腐蝕材料的選擇和應(yīng)用也相對(duì)容易解決。然而,它也存在明顯的缺點(diǎn),生產(chǎn)流程冗長,且只能以間歇操作為主,屬于濕法操作,硫酸和水的消耗量大,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢物及副產(chǎn)物,對(duì)環(huán)境造成較大的污染。石英石鈦白粉經(jīng)銷商