鈦白粉,學(xué)名二氧化鈦(TiO?),是一種極為重要的無機(jī)化工顏料。其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在常溫下幾乎不與其他元素和化合物發(fā)生反應(yīng),這使得它在眾多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。它外觀呈白色粉末狀,猶如細(xì)膩的雪花,純凈而潔白,具有無毒、極好的不透明性、白度和光亮度等特性,因此被譽(yù)為 “白色顏料王”。在日常生活中,我們不經(jīng)意間接觸到的許多產(chǎn)品,背后都有鈦白粉的身影,它與人們的生活息息相關(guān),默默發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
從微觀角度來看,鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)十分獨(dú)特。它在自然界中有三種結(jié)晶形態(tài),分別是金紅石型、銳鈦型和板鈦型。其中,金紅石型是穩(wěn)定的結(jié)晶形態(tài),其結(jié)構(gòu)致密,與銳鈦型相比,具有更高的硬度、密度、介電常數(shù)與折光率。這些晶體結(jié)構(gòu)的差異,直接導(dǎo)致了鈦白粉在不同應(yīng)用場景中的性能表現(xiàn)有所不同,也為其多樣化的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。 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)市場競爭力?;瘖y品鈦白粉廠
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(guān)重要。其介孔結(jié)構(gòu)(孔徑20-50 nm)可提高鈣鈦礦結(jié)晶度,減少界面缺陷。2022年,韓國UNIST團(tuán)隊(duì)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(xué)吸附抑制"穿梭效應(yīng)",使循環(huán)壽命從100次延長至500次以上。此外,光解水制氫系統(tǒng)中,TiO?與MoS?構(gòu)建的Z型異質(zhì)結(jié)可將產(chǎn)氫速率提升至12.6 mmol·g?1·h?1。浙江背光源鈦白粉咨詢高純度鈦白粉可優(yōu)化油墨印刷效果,使圖文色彩更鮮艷、清晰。
作為LLZO(鋰鑭鋯氧)固態(tài)電解質(zhì)與LiCoO?正極的緩沖層,5nm厚TiO?薄膜可:①抑制界面副反應(yīng),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(fā)的TiO?@NCM811復(fù)合正極,循環(huán)1000次后容量保持率92%,熱失控溫度從180℃提高至250℃這一發(fā)現(xiàn)不僅優(yōu)化了固態(tài)電池的電化學(xué)性能,還大幅提高了其安全性能。具體而言,TiO?薄膜的引入有效減少了LLZO與LiCoO?之間的不良反應(yīng),使得電池在長時間充放電過程中能夠保持穩(wěn)定的界面結(jié)構(gòu),從而延長了電池的循環(huán)壽命。同時,通過均勻化鋰離子流,TiO?薄膜還提升了電池的臨界電流密度,這意味著電池在高倍率充放電條件下也能表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。寧德時代研發(fā)的TiO?@NCM811復(fù)合正極進(jìn)一步驗(yàn)證了TiO?薄膜在固態(tài)電池中的應(yīng)用潛力。該復(fù)合正極結(jié)合了TiO?薄膜的優(yōu)勢與NCM811高能量密度的特點(diǎn),在循環(huán)測試中展現(xiàn)出了的容量保持率。此外,通過提高熱失控溫度,該復(fù)合正極還增強(qiáng)了電池的熱安全性,為固態(tài)電池在電動汽車、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更加可靠的保障。
基于TiO?的光致親水性和自清潔特性,"光催化混凝土"成為綠建筑熱點(diǎn)。意大利Italcementi集團(tuán)開發(fā)的TX Active?水泥,摻入3%-5% TiO?后,可分解NOx(降解率40%-70%),減少城市光化學(xué)煙霧。西班牙BCQ建筑事務(wù)所在巴塞羅那外墻使用TiO?涂層,使表面污染物(如汽車尾氣顆粒)在雨水沖刷下自動脫落,維護(hù)成本降低60%。此外,TiO?與相變材料(石蠟)復(fù)合的智能玻璃,可動態(tài)調(diào)節(jié)透光率與隔熱性,相比傳統(tǒng)Low-E玻璃節(jié)能15%-20%。基于TiO?的光致親水性和自清潔特性,"光催化混凝土"成為綠建筑熱點(diǎn)。意大利Italcementi集團(tuán)開發(fā)的TX Active?水泥,摻入3%-5% TiO?后,可分解NOx(降解率40%-70%),減少城市光化學(xué)煙霧。西班牙BCQ建筑事務(wù)所在巴塞羅那外墻使用TiO?涂層,使表面污染物(如汽車尾氣顆粒)在雨水沖刷下自動脫落,維護(hù)成本降低60%。此外,TiO?與相變材料(石蠟)復(fù)合的智能玻璃,可動態(tài)調(diào)節(jié)透光率與隔熱性,相比傳統(tǒng)Low-E玻璃節(jié)能15%-20%。光催化分解水產(chǎn)氧機(jī)制涉及鈦白粉表面反應(yīng)。
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,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。光催化分解水產(chǎn)氫系統(tǒng)效率持續(xù)改進(jìn)中。江蘇塑染鈦白粉廠商有哪些
鈦白粉改性技術(shù)提升其可見光響應(yīng)能力?;瘖y品鈦白粉廠
鈦白粉在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也逐漸嶄露頭角,展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價值。在藥物載體方面,鈦白粉納米顆??梢宰鳛樗幬锏妮d體。其具有良好的生物相容性,能夠負(fù)載藥物并將藥物地運(yùn)輸?shù)讲∽儾课?。通過對鈦白粉納米顆粒進(jìn)行表面修飾,可以實(shí)現(xiàn)對藥物的控制釋放,延長藥物在體內(nèi)的作用時間,提高藥物的療效。在生物成像方面,鈦白粉因其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),可用于生物熒光成像。通過對鈦白粉進(jìn)行特殊處理,使其能夠在特定波長的光激發(fā)下發(fā)出熒光,從而標(biāo)記生物分子或細(xì)胞,幫助醫(yī)生更清晰地觀察生物體內(nèi)的生理和病理過程,為疾病的診斷和提供有力支持。此外,在牙科材料中,鈦白粉可以改善材料的機(jī)械性能和美觀性,應(yīng)用于假牙、補(bǔ)牙材料等,提升牙科的效果和患者的滿意度?;瘖y品鈦白粉廠