تیتانیوم دی اکسید TiO2 (Titanium Dioxide)یک ترکیب شیمیایی است که شامل اتم‌های تیتانیوم و اکسیژن است. این ترکیب در طبیعت به صورت معدنی وجود دارد و به عنوان یک ماده بسیار مهم در علوم مواد و صنایع مختلف استفاده می‌شود. ساختار تیتانیوم دی‌اکسید بستگی به نوع فازی دارد که در آن وجود داشته باشد. دو فاز مهم از تیتانیوم دی‌اکسید شامل آناتاز (Anatase) و روتیل (Rutile) هستند. هر دوی این فازها دارای ساختار بلوری هستند:
ساختار آناتاز
در فاز آناتاز، اتم‌های تیتانیوم به صورت یک شبکه کریستالی سه بعدی در محیط اکسیژن قرار دارند. در این ساختار، هر اتم تیتانیوم محاط شده است توسط شش اتم اکسیژن، و هر اتم اکسیژن نیز محاط شده است توسط سه اتم تیتانیوم. این ساختار بلوری به صورت تتراگونال با پارامترهای شبکه مشخص می‌شود.
ساختار روتیل
در فاز روتیل، اتم‌های تیتانیوم نیز به صورت یک شبکه کریستالی سه بعدی در محیط اکسیژن قرار دارند. در این ساختار، هر اتم تیتانیوم محاط شده است توسط شش اتم اکسیژن، و هر اتم اکسیژن نیز محاط شده است توسط سه اتم تیتانیوم. این ساختار بلوری به صورت اکسیژن‌هاگزاگونال با پارامترهای شبکه مشخص می‌شود.
در ظاهر، تیتانیوم دی‌اکسید معمولاً به صورت پودر سفید رنگ است. این پودر ممکن است دارای سطح صاف و براق باشد و می‌تواند به صورت بلورهای کوچک حبابی یا ذرات ناهموار نمایان شود. در مواردی هم که تیتانیوم دی‌اکسید به صورت فیلم نازک روی سطوحی مانند شیشه تشکیل شود، ممکن است دارای ظاهر شفاف و بی‌رنگ باشد.
مشخصات و خواص تیتانیوم دی اکسید
| نام آیوپاک | تیتانیوم دی اکسید |
| فرمول شیمیایی | TiO2 |
| مترادف ها | تیتانیا |
| شماره CAS | ۱۳۴۶۳-۶۷-۷ |
| شکل ظاهری | پودر سفید رنگ |
| جرم مولی | ۸۶۶/۷۹ g/mol |
| چگالی | g/cm323/4 |
| نقطه ذوب | ۱۸۴۳ |
| نقطه جوش | ۲۹۷۲ |
| نقطه اشتعال | قابل اشتعال نیست |
| حلالیت در آب | نامحلول |
تیتانیوم دی‌اکسید به دلیل خواص نوری خاص خود، به راحتی قادر به جذب نور مرئی است و در نتیجه رنگ سفید و سفیدتری را به محصولات می‌بخشد. همچنین، این ترکیب دارای خواص ضدآفتابی نیز است و در تولید انواع کرم‌ها و لوسیون‌های ضدآفتاب استفاده می‌شود.
TiO2 یک ماده نیمه‌رسانا است که در دماهای بالا و در حضور نور فعالیت الکتریکی نشان می‌دهد. این خاصیت آن را در کاربردهای الکترونیکی و فتوکاتالیزورها مفید می‌سازد.
TiO2 دارای ثبات شیمیایی بالا است و در برابر اکسیداسیون، اسیدها، بازها و حلال‌های شیمیایی مختلف مقاوم است. این خاصیت آن را به یک ماده پایه در بسیاری از محیط‌ها تبدیل کرده و از آن برای مصارف صنعتی و کاربردهای حفاظتی استفاده می‌شود.
TiO2 به عنوان یک فتوکاتالیزور عمل می‌کند، به این معنی که در حضور نور، قدرت اکسیداسیون و تجزیه ترکیبات آلی و آلاینده‌ها را داراست. این خاصیت آن را در برخی کاربردهای پاکسازی هوا و آب، برخوردار از خواص ضدباکتریایی و ضدعفونی کننده می‌کند.
TiO2 در شکل بلوری خود (آناتاز) شفاف است و در باند UV قدرت جذب بالایی دارد. این خاصیت آن را در کاربردهای نورپردازی، پوشش‌دهی نوری، سلول‌های خورشیدی و حفاظت اشعه ماوراء بنفش مورد استفاده قرار می‌دهد.
TiO2 دارای پایداری حرارتی بالا است و می‌تواند در دماهای بالا تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده شود. این خاصیت آن را برای کاربردهای در تکنولوژی حرارتی و مواد مقاوم در برابر حرارت استفاده می‌کند.
روش سنتز و تولید تیتانیوم دی اکسید
سنتز تیتانیوم دی‌اکسید می‌تواند به چندین روش مختلف صورت بگیرد.
◄روش هیدرولیز، شامل مخلوط کردن تیتانیوم تتراکلرید (TiCl4) با آب یا حلال آبی به همراه مواد کاتالیستی است. در این فرآیند، تیتانیوم تتراکلرید با آب واکنش می‌دهد و TiO2 تشکیل می‌شود. پس از تشکیل نانوذرات TiO2، آن‌ها به کمک روش‌هایی مانند رسوب‌گذاری یا سنتز هیدروترمال به صورت جامد جدا می‌شوند.
◄روش احتراق، در واقع فرآیند اکسیداسیون تیتانیوم تتراکلرید است. در این روش، تیتانیوم تتراکلرید به همراه یک منبع اکسیژن مانند هوا یا اکسیژن محیط، در دماهای بالا احتراق می‌شود. این فرآیند باعث تشکیل TiO2 می‌شود که به صورت پودر یا نانوذرات بدست می‌آید.
کاربردهای تیتانیوم دی اکسید
انواع تیتانیوم دی‌اکسید در صنایع مختلف و در برخی از کاربردهای مرتبط با خواص منحصر به فرد خود مورد استفاده قرار می‌گیرد:
صنعت رنگ و پوشش
به عنوان یک پیگمنت سفید، TiO2 به‌طور گسترده در تولید رنگ‌ها و پوشش‌ها استفاده می‌شود. این پیگمنت برای ایجاد رنگ سفید براق و پوشش‌دهی بالا در محصولات مانند رنگ‌های داخلی و خارجی، رنگ‌های خودرو، محصولات آرایشی و بهداشتی، رنگ‌های مو و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.
صنعت نورپردازی
به دلیل خاصیت نیمه رسانایی و شفافیت در باند UV، TiO2 در تولید لامپ‌ها و لامپ‌های فلورسنت استفاده می‌شود. این ماده قادر است به طور کارآمد نور مرئی را منتشر کند و اشعه ماوراء بنفش را جذب کند، که در نتیجه بهبود راندمان نورپردازی می‌شود.
صنعت فتوکاتالیزور
TiO2 به عنوان یک فتوکاتالیزور با خاصیت اکسیداسیون و تجزیه ترکیبات آلی و آلاینده‌ها در حضور نور استفاده می‌شود. این کاربرد در پاکسازی هوا و آب، تصفیه فاضلاب، تولید هیدروژن و کاربردهای ضدباکتریایی و ضدعفونی کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
صنعت خوراک دام و طیور
TiO2 به عنوان یک ماده افزودنی در خوراک دام و طیور استفاده می‌شود. این ماده بهبود جذب مواد مغذی و رشد جانوران را تسهیل می‌کند و همچنین خواص ضدعفونی کننده و ضدمیکروبی خود را نیز داراست.
علوم پزشکی
به دلیل خواص ضدباکتریایی و آنتی‌ویروسی که دارد، در تولید مواد ضدعفونی کننده، پانسمان‌ها، دستکش‌ها و سایر محصولات پزشکی استفاده می‌شود.
از طرفی تیتانیوم دی اکسید دارای گریدهای مختلفی است که به طور اختصار در جدول زیر به همراه کاربرد آورده شده است:
| گریدهای تیتانیوم دی اکسید | کاربردها |
| تیتان ۶۹۹ هنان BLR | صنایع رنگ و رزین، محصولات آرایشی و بهداشتی، صنایع غذایی، پزشکی |
| تیتان R838 | صنایع رنگ سازی، صنایع غذایی، تولید پروفیل در و پنجره، افزایش طول عمر در تولید سیمان و کاشی |
| تیتان R868 | صنایع لاستیک سازی، تهیه دارو و بسته بندی دارو، پوشش بر روی سطوح مصنوعات فلزی، رنگدانه در تولید رنگ های حساس نوری |
| تیتان R878 | تولید رنگ های سطوح داخلی و خارجی، تولید لوازم الکترونیکی، تولید رژ لب ها و محصولات لوازم آرایشی، رنگدانه قوام دهنده در کرم‌های ضد آفتاب |
| تیتان sr-236 | تولید رنگ های امولسیونی، صنایع جوهرسازی، تصفیه هوا، رنگدانه در فرآورده های غذایی |
| تیتان Theta3 چین | صنایع کاغذ سازی ، لاستیک، تولید رنگ های پوست تخم مرغی، تخریب میکرو ارگانیزم ها |
| تیتان آناتاس کازمو کره KA100 | عامل ایجاد رنگ سفید در فیلم پوشش، صنایع لاستیک سازی، تصفیه پساب ها ، بدنه فضاپیما ها |
| تیتان ایشی هارا R980 | تولید مصالح ساختمانی، صنایع پلاستیک سازی، صنعت کاغذ سازی ، الکترود جوشکاری |
| تیتان چین R5566 | صنایع محافظتی و پوششی، کاتالیز نوری، حسگر های آلایندگی هوا، تولید سیمان فوتوکاتالیستی |
| تیتان دوپونت R105 | تولید پنل های خورشیدی، تولید رنگ های حساس نوری، تولید پراکسید تیتان، ایجاد شفافیت و جذب UV |
| تیتان دوپونت R900 | تهیه سنسورهای اکسیژنی، تولید پوشش های محافظتی، صنعت تولید پروفیل در و پنجره، صنایع رنگ سازی |
| تیتان کرونوس ۲۲۲۰ | تولید رنگ بدنه خودرو ، تولید سرامیک، درمان سرطان، ساخت قاب کپسول های دارویی و پوشش قرص ها |
| تیتان چین R760 | تولید رنگ های براق صنعتی، الکترود لامپ های قوسی، تولید پلاستیک، سفید کننده در تولید خمیر دندان |
| تیتان کرونوس ۲۱۹۰ | تولید سنگ مصنوعی، تولید پروفیل در و پنجره، سطوح ضد انعقاد و ضد عفونی، ساخت کرم ها و لوسیون های ضد آفتاب و ضد سوختگی |
| تیتان لومون R996 | تولید رنگ های تزئینی، روپوش الکترودهای جوشکاری، ایجاد سفیدی و شفافیت در رنگ نقاشی، ساخت وسایل آرایشی |
| تیتان HUNTSMAN | کمک به تجزیه آلاینده ها و افزایش طول عمر در تولید سیمان،کاشی، سرامیک و پنجره، رنگ خوراکی در صنایع غذایی، تهیه دارو و بسته بندی آن، درمان سرطان، صنعت لوازم آرایشی و بهداشتی |
خطرات و MSDS تیتانیوم دی اکسید
مهمترین نکته در مورد تیتانیوم دی‌اکسید این است که در حالت معمول، به طور کلی برای انسان‌ها غیرسمیتی و بی‌خطر است. در فرآیندهای تولید، فرآیندهای خرد کردن و آسیاب کردن TiO2 ممکن است ذرات ریز و غباری از آن به وجود آید. استنشاق طولانی مدت این ذرات می‌تواند برای ریه‌ها مضر باشد. بنابراین، در صنایعی که با TiO2 کار می‌شود، استفاده از ابزارهای محافظتی مانند ماسک‌های تنفسی و اطمینان از وجود سیستم‌های جریان هوای خوب بسیار مهم است.
در صورت تماس مستقیم تیتانیوم دی‌اکسید با پوست، ممکن است برخی از افراد حساسیت یا آلرژی نسبت به آن داشته باشند. در صورت بروز علائم آلرژی مانند خارش، قرمزی یا تحریک پوست، باید فوراً آبکشی شود و مشاوره پزشکی دریافت شود. در صورت استفاده از تیتانیوم دی‌اکسید در محصولات غذایی، باید مطمئن شوید که محصولاتی که استفاده می‌کنید از گرید تجاری و مناسبی برخوردار هستند و استانداردهای بهداشتی را رعایت کرده‌اند.
همچنین، باید توجه داشته باشید که مصرف بیش از حد تیتانیوم دی‌اکسید در مواد غذایی به عنوان یک ماده افزودنی ممکن است مشکلات بهداشتی را به همراه داشته باشد. بنابراین، رعایت دستورالعمل‌ها و مقادیر مجاز استفاده بسیار مهم است. در کل، برای استفاده ایمن از تیتانیوم دی‌اکسید، لازم است که دستورالعمل‌ها و راهنمایی‌های ایمنی تولید کننده را رعایت کنید، از تجهیزات محافظتی مناسب استفاده کنید، در صورت بروز علائم آلرژی یا تحریک، فوراً مشاوره پزشکی دریافت کنید و مقادیر مجاز استفاده را رعایت کنید.
بازار خرید و فروش تیتانیوم دی اکسید
استفاده گسترده از گرید آناتاز در رنگ های داخلی و تولید کاغذ باعث رشد محصول می شود. اثر فوتوکاتالیستی بالا و سطح ویژه وسیع تیتانیوم دی اکسید آناتاز، استفاده از آن را در فتوکاتالیست‌ها، تصفیه‌کننده‌های هوا، سلول‌های خورشیدی، حسگرهای گاز و باتری‌های لیتیومی، از جمله کاربردهای دیگر ارتقا داده است. پیش بینی می شود افزایش تقاضا برای لوازم آرایشی مبتنی بر TiO2 باعث افزایش تقاضا برای آناتاز TiO2 در طول دوره پیش بینی شود.
| گزارش ویژگی | جزئیات |
| ارزش اندازه بازار در سال ۲۰۲۲ | ۰۷/۲۰ میلیارد دلار |
| پیش بینی درآمد در سال ۲۰۲۹ | ۱۹/۳۶ میلیارد دلار |
| نرخ رشد | نرخ رشد سالیانه ترکیبی ۷۹/۸% از ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۹ |
| سال پایه برای برآورد | ۲۰۲۲ |
| داده های تاریخی | ۲۰۱۸-۲۰۲۲ |
| دوره پیش بینی | ۲۰۲۳-۲۰۲۹ |
| واحدهای کمی | حجم به کیلوتن، درآمد به میلیون دلار/میلیارد دلار و نرخ رشد سالیانه ترکیبی از ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۹ |
| گزارش پوشش | پیش‌بینی درآمد، پیش‌بینی حجم، رتبه‌بندی شرکت، چشم‌انداز رقابتی، عوامل رشد و روندها |
| بخش های تحت پوشش | محصول، برنامه، منطقه |
| محدوده منطقه ای | آمریکای شمالی؛ اروپا؛ آسیا و اقیانوسیه؛ آمریکای مرکزی و آفریقا، آمریکای جنوبی |
| محدوده کشور | ایالات متحده؛ آلمان؛ انگلستان.؛ چین؛ هند؛ ژاپن؛ برزیل، کاندا، مکزیک، فرانسه، ایتالیا، اسپانیا، سوئیس، استرالیا، اندونزی، مالزی، ویتنام، بنگلادش |
| شرکت های کلیدی معرفی شده | ۱. Du Pont 2. Tronox Ltd. 3. The Chemours Company 4. NL Industries, Inc. 5. Huntsman Corp. 6. Evonik Industries 7. Argex Titanium Inc. 8. Grupa Azoty 9. INEOS 10. Kemipex 11. KRONOS Worldwide Inc. 12. Lomon Billions 13. Precheza 14. TAYCA 15. The Kish Company Inc. 16. Venator Materials PLC 17. CINKARNA Celje d.d. 18. ILUKA RESOURCES 19. ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD. 20. LB Group 21. CNNC HUAN YUAN Titanium Dioxide Co., Ltd. 22. The Kerala Minerals & Metals Limited 23. CATHAY INDUSTRIES 24. TOR Minerals International |
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.