酸化チタン（IV）は、その化学式のTiO固体無機結晶、白色である2それはまた、二酸化チタンとして知られているように、。ルチル、アナターゼ、ブルッカイトの3つの結晶形で存在します。自然界では通常、鉄、クロム、バナジウムなどの不純物の存在により着色されますが、純粋なTiO 2が白色顔料として使用されます。
その特性の中で、TiO 2の溶解度はその化学的および熱的履歴にかなり依存することを強調できます。それだけでなく、高温（900ºC）に加熱すると、化学的に不活性になります。その最も重要なソースは、イルメナイト（酸化鉄と酸化チタン）、ルチル、アナターゼです。
二酸化チタン粉末。元のアップローダーは英語版ウィキペディアのWalkermaでした。
主に顔料としての使用に適したグレードで製造されており、白色の不透明度と光沢を必要とする用途で優れた光散乱特性を保証します。
また、透明性と最大の紫外線（UV）吸収が必要な用途向けの極薄材料としても製造されています。たとえば、皮膚の日焼け止めの成分として。これらでは、TiO 2がフィルターとして機能し、これらの光線の吸収をブロックします。
その化学的不活性のために、それは好ましい白色顔料です。ただし、米国食品医薬品局、またはFDAは、食品および化粧品における安全な使用のためのパラメーターを確立しています。
粉塵を吸入すると肺に堆積する可能性があるため、酸化チタン粉塵への曝露にも制限があります。
構造
TiO 2には、ルチル、アナターゼ、ブルッカイトの3つの結晶変態があります。これらの結晶品種はすべて自然界に見られます。
ルチル
ルチルは正方晶系で結晶化し、セルごとに2つのTiO 2ユニットを備えています。チタンは八面体に調整されています。ルチルは、熱量測定研究により、最も熱的に安定な結晶形であることが示されています。
ルチル結晶構造。灰色のボール：チタン、ピンクのボール：酸素。ソリッドステートソース：Wikipedia Commons
アナタース
この形も正方晶系で結晶化しますが、アナターゼは、各チタン原子に対して非常に歪んだ酸素原子の八面体の形で発生します。結晶セルごとに4ユニットのTiO 2があります。
アナターゼの結晶構造。Benjah-bmm27出典：Wikipedia Commons
ブルッカイト
斜方晶系で結晶化し、結晶セルごとに8つのTiO 2ユニットを備えています。
プロパティ
体調
結晶質の固体。
モース硬度
ルチル：7-7.5。
アナターゼ：5.5-6。
分子量
79.87 g / mol。
融点
ルチル：1830-1850°C
アナターゼ：加熱するとルチルになります。
密度
ルチル：4,250 g / cm 3
アナターゼ：4.133 g / cm 3
ブルカイト：3,895 g / cm 3
溶解度
水および有機溶剤に不溶。HFおよび熱濃縮H 2 SO 4にゆっくり溶解します。HClおよびHNO 3に不溶。
pH
7.5。
屈折率
ルチル：550 nmで2.75。
アナターゼ：550 nmで2.54。
すべての無機顔料の中で最も高い屈折率を持っています。
その他の特性
アナターゼは700℃を超える温度で急速にルチルに変換します。900°Cで焼成されたTiO 2は、塩基、フッ化水素酸、熱硫酸に弱く溶解します。弱い無機酸や有機酸の攻撃を受けません。それは容易に還元または酸化されません。
アナターゼとルチルは広帯域半導体ですが、それらの導電率は、結晶内の不純物と欠陥の存在に依存します。
命名法
-二酸化チタン
-ルチル
-アナターゼ
-Brookita
-チタニア
用途
白色顔料
酸化チタン（IV）の最も重要な用途は、塗料、ラッカー、接着剤、プラスチック、紙、印刷インキなど、さまざまな製品の白色顔料としてです。これは、その高い屈折率とその化学的不活性によるものです。
出典：Pexels.com
白色顔料として使用される二酸化チタンは、高純度でなければなりません。その不透明度と明るさは、光を散乱させる能力に由来します。ダイヤモンドより明るいです。ルチルとアナターゼのみが良好な色素沈着特性を持っています。
プラスチック
プラスチックでは、TiO 2は、光にさらされた結果として発生する可能性のある脆性と亀裂を最小限に抑えます。
それは材料に紫外線保護を提供するので、それは屋外のPVCプラスチック製品の製造において最も重要な顔料です。
この場合の最適な結晶形はルチルです。この用途では、PVCの分解におけるTiO 2の光触媒効果を最小限に抑えるために、ルチルにジルコニウム、シリカ、またはアルミニウムの表面コーティングが必要です。
その他の用途
その他の用途には、鋼や鋳鉄に使用されるガラス質のエナメル質があり、不透明度と酸に対する耐性を付与します。
繊維業界では、糸ガイドに使用されているため、紡糸時に容易にスライドします。糸とガイドの摩擦により静電気が発生します。それを消散させるために、より高い導電率を得るために、TiO 2は1300 300Cで燃焼されなければなりません。
その他の用途には、印刷インキ、ゴム、織物、皮革、合成繊維、セラミック、ホワイトセメント、床材、屋根材の着色があります。紙コーティングとして、TiO 2はそれをより白く、明るく、そしてより不透明にします。
化粧品に使用して、皮膚の欠陥をカバーするだけでなく、練り歯磨きと石鹸を白くします。
食品、飲料、サプリメント、医薬品を光の影響による早期の劣化から保護し、製品の寿命を延ばします。
これは、ガラス、セラミック、エレクトロセラミックの製造におけるコンポーネントです。電気回路の要素に使用されます。自動車の排気システムの酸素センサーにも使用されます。
ウルトラファインTiO 2は、UV-AとUV-Bの両方の紫外線（UV）光線を強力に吸収するため、日焼け止めの成分として使用されます。UV-A光線はしわや皮膚の老化を引き起こし、UV-Bは火傷や紅斑を引き起こします。
TiO 2ナノ粒子は、化学反応触媒の担体材料として使用されます。
アナターゼは、有機化合物を酸化する効果的な光触媒です。粒子が小さいほど効果的です。
参考文献
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