تیتانیوم دی اکسید (کدN) Titanium dioxide Powder (Extra Pure)

 اکسید تیتانیوم چیست؟

اکسید تیتانیوم (TiO₂) یک ترکیب شیمیایی است که از تیتانیوم و اکسیژن تشکیل شده و به عنوان یک ماده معدنی مهم در صنایع مختلف استفاده می‌شود. این ماده به صورت طبیعی در برخی مواد معدنی مانند روتیل و آناتاز وجود دارد. اکسید تیتانیوم به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود، به ویژه در صنایع رنگ، پلاستیک، داروسازی و لوازم آرایشی کاربردهای وسیعی دارد.

پارامترهای فیزیکی و شیمیایی اکسید تیتانیوم:

- **فرمول شیمیایی**: TiO₂
- **وزن مولکولی**: 79.87 g/mol
- **چگالی**: 3.84 g/cm³ (برای روتیل)
- **نقطه ذوب**: حدود 1843 درجه سانتی‌گراد
- **نقطه جوش**: حدود 2850 درجه سانتی‌گراد
- **حالت فیزیکی**: پودری سفید رنگ
- **معاملات نوری**: اکسید تیتانیوم دارای خاصیت انعکاسی و پراش نوری عالی است که به عنوان یک رنگدانه سفید قوی در صنعت رنگ به کار می‌رود.

میزان تولید و بزرگترین صادرکنندگان:

بیشترین تولید اکسید تیتانیوم در کشورهایی مانند چین، ایالات متحده، ژاپن و آلمان انجام می‌شود. چین به عنوان بزرگترین تولیدکننده و صادرکننده اکسید تیتانیوم در جهان شناخته می‌شود. همچنین کشورهای دیگر نیز به تولید و صادرات این ماده می‌پردازند، اما چین در این زمینه پیشتاز است.

کاربردهای اکسید تیتانیوم در صنایع مختلف:

1. **صنعت رنگ و پوشش:**

    - **توضیحات**: اکسید تیتانیوم به عنوان یک رنگدانه سفید قوی استفاده می‌شود که به دلیل نداشتن سمیّت و پایایی در برابر نور خورشید، مزیت‌هایی دارد.
   - **روش بکارگیری**: به صورت پودر به رنگ‌ها اضافه می‌شود تا به رنگ نهایی سفیدی و پوشش‌دهی بهتر دهد.

2. **صنعت پلاستیک:**

   - **توضیحات**: برای بهبود رنگ و opacity استفاده می‌شود.
   - **روش بکارگیری**: در مراحل تولید پلاستیک، اکسید تیتانیوم به ماده اولیه افزوده می‌شود.

3. **کرم‌های ضد آفتاب:**

   - **توضیحات**: به عنوان یک فیلتر UV طبیعی شناخته می‌شود.
   - **روش بکارگیری**: به فرمولاسیون کرم‌ها اضافه می‌شود تا از پوست در برابر اشعه‌های ماورای بنفش محافظت کند.

4. **صنعت کاغذ:**

  - **توضیحات**: به عنوان رنگدانه و ماده پرکننده برای افزایش سفیدی و وضوح کاغذ استفاده می‌شود.
   - **روش بکارگیری**: در فرآیند تولید کاغذ، به خمیر کاغذ اضافه می‌شود.

5. **صنعت سرامیک و شیشه:**

   - **توضیحات**: برای بهبود ویژگی‌های نوری و رنگی به کار می‌رود.
   - **روش بکارگیری**: به عنوان رنگدانه در ترکیب مواد اولیه استفاده می‌شود.

6. **فناوری نانو:**

   - **توضیحات**: نانومواد اکسید تیتانیوم به دلیل خواص خاص خود مورد توجه قرار گرفته‌اند.
   - **روش بکارگیری**: در ساخت نانوکامپوزیت‌ها و لایه‌های نازک به کار می‌روند.

اکسید تیتانیوم به دلیل ترکیبات و ویژگی‌های منحصر به فرد خود، نقش بسیار مهمی در توسعه و نوآوری صنایع مختلف ایفا می‌کند.

خرید تیتانویم دی اکساید:

قیمت خرید آنلاین تیتانیوم دی اکساید در سایت نانو ثانی بروز و آپدیت می باشد. خرید آنلاین و اینترنتی تیتانیوم دی اکساید را می توانید در سایت نانو ثانی و در همین صفحه انجام دهید- ارسال سریع و تحویل به موقع را تجربه خواهید کرد. خرید مواد شیمیایی در گرید های مختلف با کیفیت عالی در سایت نانو ثانی

پودر اکسید تیتانیوم (TiO₂) یکی از مواد مهم در علم مواد و شیمی است و معمولاً دارای سه ساختار کریستالی اصلی می‌باشد:

1. **آناتاز (Anatase)**: این ساختار به صورت تتیراگونال (چهاروجهی) کریستالی است و در دماهای پایین‌تر پایدار است. آناتاز معمولاً در حالت نانو متری کاربردهای زیادی دارد، به ویژه در صنعت نیمه‌هادی‌ها و به عنوان فیلتر نوری.

2. **روریت (Rutile)**: این ساختار به صورت تریگونال (سه‌وجهی) است و دمای پایداری بالاتری دارد. روریت به دلیل خواص نوری و الکتریکی عالی خود، در تولید رنگدانه‌ها و در صنایع متنوع به کار می‌رود.

3. **بروکیت (Brookite)**: این ساختار بلوری به صورتOrthorhombic (مکعب مستطیلی) است و نسبت به دو نوع دیگر کمتر رایج است اما همچنان دارای ویژگی‌های خاصی می‌باشد.

هر یک از این ساختارها ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متفاوتی دارند و انتخاب یکی از آن‌ها به کاربرد مورد نظر بستگی دارد. به عنوان مثال، اکسید تیتانیوم در صنایع رنگ و پوشش، تصفیه آب، تولید سلول‌های خورشیدی و حتی در پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.  در نهایت، دانش در مورد ساختار کریستالی و خواص اکسید تیتانیوم می‌تواند به طراحی و بهینه‌سازی مواد جدید و فناوری‌های نوین کمک کند.

روش سنتز و تولید تیتانیوم اکساید:

روند تولید سالانه دی اکسید تیتانیوم در جهان با در نظر داشتن فرایند تولید. روش تولید بستگی به ماده اولیه خام دارد. رایج‌ترین روش برای تولید دی اکسید تیتانیوم با بهره‌گیری از ایلمنیت معدنی میسر می‌شود. ایلمنیت با سولفوریک اسید مخلوط می‌شود. این واکنش برای حذف گروه اکسید آهن در ایلمنیت انجام می‌شود.

روتیل دومین شن و ماسه معدنی فراوان است. روتیل موجود در سنگ اولیه را نمی‌توان استخراج کرد از این رو ته‌نشین حاوی شن و ماسه روتیل می‌تواند استخراج شود و این به معنی کاهش دسترسی به سنگ معدن غلظت بالا است. دی اکسید تیتانیوم خام (به شکل روتیل یا روتیل مصنوعی) از طریق تبدیل به تتراکلرید تیتانیم در فرایند کلرید (en:Chloride process) خالص‌سازی می‌شود.

کلرید آلومینیوم اغلب به عنوان یک پروموتورِ روتیل به فرایند اضافه می‌شود؛ این محصول در غیاب آن عمدتاً آناتاز است. مواد خام ارجح برای فرایند کلرید، روتیل طبیعی است به دلیل محتوای دی اکسید تیتانیوم بالای آن. یک روش برای تولید دی اکسید تیتانیوم با دخالت فناوری نانو، سنتز محلول گرمایی است.

کاربرد دی اکسید تیتانیوم

مهم‌ترین حوزه‌های کاربرد دی اکسید تیتانیوم رنگ، لاک الکل (لعاب)، کاغذ و پلاستیک هستند، که حدود ?? درصد از مصرف دی اکسید تیتانیوم جهان می‌باشد. دیگر کاربردهای رنگدانه مانند چاپ پارچه، الیاف، لاستیک، محصولات آرایشی و بهداشتی و مواد غذایی ? درصد می‌باشند. بقیه موارد در کاربردهای دیگر استفاده می‌شود، به عنوان مثال تولید تیتانیوم خالص، شیشه و سرامیک‌های شیشه‌ای، سرامیک‌های الکتریکی، کاتالیزورها، هادی برق و واسطه‌های شیمیایی. همچنین در بسیاری از آب نبات‌های قرمز رنگ وجود دارد.

کاربرد دی اکسید تیتانیوم برای رنگ‌ دانه

دی اکسید تیتانیوم به دلیل روشنایی زیاد و ضریب شکست بالای آن به‌طور گسترده به عنوان رنگدانه سفید استفاده می‌شود. حدود ??? میلیون تن از TiO₂ رنگدانه‌ای سالانه در سراسر جهان به صورت دستی استفاده می‌شود و این عدد به دلیل استفاده بیشتر رو به افزایش است. زمانی که به عنوان یک فیلم نازک رسوب می‌کند، ضریب شکست و رنگ آن، آن را برای آینه‌های دی الکتریک و برخی از سنگ‌های قیمتی مانند زبرجد هندی (توپاز) پوشش انعکاس نوریِ بسیار عالی می‌کند.

همچنین دی اکسید تیتانیوم یک کدرکننده مؤثر به صورت پودر است که به عنوان رنگ‌دانه برای ایجاد سفیدی و تنظیم شفافیت استفاده می‌شود در محصولاتی چون رنگ نقاشی، لایه پوششی، پلاستیک، کاغذ، مرکب، خوراک، پزشکی (مثلاً در قرص‌ها) و خمیردندان. در رنگ نقاشی، اغلب به صورت «کامل سفید»، «سفیدترین سفید»، یا دیگر عبارات مشابه به آن اشاره می‌شود.

کدری و تار بودن با اندازه بهینه ذرات دی اکسید تیتانیوم بهبود یافته‌است. برخی از رنگدانه‌های تیتانیومی که در رنگ درخشنده، پلاستیک، لوازم آرایشی و بهداشتی رنگین‌تابی (مرواریدگون) استفاده می‌شوند، ساخته دست انسان هستند که اجزای آن شامل دو یا چند لایه از اکسیدهای مختلف مانند تیتانیوم دی اکسید، اکسید آهن و آلومینیوم اکسید می‌باشند.

برای داشتن درخشش و رنگین‌تابی چون محصولات میکا و گوانین. علاوه بر این اثرات، تغییر رنگ محدود در فرمولاسیون خاص امکان‌پذیر است بسته به اینکه محصول نهایی چگونه و در چه زاویه‌ای درخشندگی داشته باشد و بسته به ضخامت لایه اکسید در ذرات رنگدانه؛ یک یا چند رنگ با انعکاس پدیدار می‌شود در حالی دیگر رنگ‌های انعکاسی به علت تداخل لایه‌های دی اکسید تیتانیوم شفاف می‌باشند.

در برخی از محصولات، لایه دی اکسید تیتانیوم همراه با اکسید آهن در دمای حدود ??? درجه سانتی‌گراد رشد می‌کند با آهکی‌کردنِ نمک‌های تیتانیوم (سولفات‌ها، کلرات‌ها) یا دیگر روش‌های رسوب صنعتی از قبیل انباشت به روش تبخیر شیمیایی بر روی بسترهایی مانند پلاکت میکا یا حتی پلاکت‌های کریستالی سیلیسیم دی‌اکسید که قطرشان بیش از ?? میکرون نیست.

اثر رنگین کمانی در ذرات اکسید تیتانیوم (که فقط تا حدی طبیعی هستند) بر خلاف اثر کدری که همراه با رنگ‌دانه اکسید تیتانیوم زمینی به دست آمده، توسط استخراج از معادن به دست آمده است، که در این صورت تنها قطر خاصی از ذرات در نظر گرفته می‌شود و اثر آن تنها به خاطر پراکندگی است.در لعاب‌ها دی اکسید تیتانیوم نقش یک کدرکننده را ایفا می‌کند و پایه تشکیل بلور می‌شود.

دی اکسید تیتانیوم به صورت آماری نشان می‌دهد که سفیدی شیر خشک را افزایش می‌دهد که باعث افزایش پذیرش حسی شیر خشک است. دی اکسید تیتانیوم برای علامت گذاری خطوط سفید در برخی از زمین‌های تنیس استفاده می‌شود. اگزوز خروجی ساترن ? با دی اکسید تیتانیوم رنگ آمیزی شد. این کار به ستاره‌شناسان اجازه داد تعیین کنند که en:J002E3 مرحله en:S-IVB از آپولو ?? بوده و نه یک سیارک.

کاربرد تیتانیوم دی اکسید در کرم‌ های ضد آفتاب و رنگ‌ دانه‌های ضد اشعه ماوراء بنفش در صنعت

• در محصولات لوازم آرایشی و مراقبت از پوست، دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک رنگدانه، کرم ضد آفتاب و قوام دهنده (غلیظ کننده) استفاده می‌شود. همچنین در رنگ‌دانه خالکوبی و مدادهای بندآورنده خون نیز مصرف دارند. دی اکسید تیتانیوم است در اندازه‌های مختلف ذرات تولید می‌شود، قابل پخش در روغن و آب، و در درجه‌های خاصی برای صنعت لوازم آرایشی.
• دی اکسید تیتانیوم در اکثر کرم‌های ضدآفتابِ فیزیکی به علت شاخص شکست و انعکاسِ بالا، قابلیت جذب نور اشعه ماوراء بنفش (UV) و مقاومت آن در برابر تغییر رنگ تحت نور فرابنفش، یافت می‌شود. این مزیت باعث افزایش ثبات و توانایی محافظت از پوست در برابر نور ماوراء بنفش آن است. ذرات دی اکسید تیتانیوم نانو (اندازه ذرات ?? تا ?? نانومتر) در ابتدا در مایع لوسیون ضد آفتاب استفاده می‌شد زیرا نور مرئی را کمتر از رنگدانه دی اکسید تیتانیوم پراکنده می‌کند در حالی که همچنان در برابر اشعه فرابنفش محفاظت دارد.
• کرم‌های ضد آفتابی که برای نوزادان یا افراد با پوست حساس طراحی می‌شوند اغلب بر پایه دی اکسید تیتانیوم یا اکسید روی است به دلیل اینکه به نظر می‌آید این ضد اشعه فرابنفش‌های معدنی حساسیت و سوزش کمتری نسبت به جاذب‌های اشعه فرابنفش شیمیایی ایجاد می‌کنند.
• اکسید تیتانیوم به‌ طور گسترده در پلاستیک‌ها و کاربردهای دیگر استفاده می‌شود نه تنها به عنوان رنگدانه سفید یا کدرکننده بلکه برای ویژگی‌های ضد UV آن که بر خلاف جاذب‌های اصلی UV، به صورت پودر نور را متفرق می‌کند و اثرات مخرب UV را کاهش می‌دهد بیشتر به دلیل ضریب شکست و انعکاسِ بالای ذرات آن.
• پلیمرهای خاصی که برای پوشش و تقویت و اشباع بتن استفاده می‌شوند، بعضاً با رنگ‌دانه سفید تیتانیوم برای محافظت در برابر اشعه فرابنفش در کارخانه‌های مواد ساختمانی پر می‌شوند، اما تنها اکسیداتیوِ نوریِ پلیمر را به تاخیر می‌اندازد؛ به آن «گچ» گفته می‌شود به دلیل اینکه به صورت تیکه تیکه و خمیری روی سطح مالیده می‌شود. این حالت گچ به دلیل این است که مقاومت به ضربه پایین دارد و ممکن است پس از سال‌ها قرار داشتن در برابر نور مستقیم آفتاب چنانچه تثبیت‌کننده‌های اشعه فرابنفش نداشته باشد، فرو بریزد.

کاربرد تیتانیوم دی اکساید به عنوان فتوکاتالیست

دی اکسید تیتانیوم، به خصوص در فرم آناتاز، یک فتوکاتالیست تحت نور ماوراء بنفش (UV) است. گزارش شده‌است که دی اکسید تیتانیوم، زمانی که با یون‌های نیتروژن یا با اکسید فلزی مانند تری اکسید تنگستن تقویت می‌شود، یک فتوکاتالیست است هم در نور مرئی و هم تحت نور فرابنفش. پتانسیل اکسایشی (اکسایش-کاهش) قویِ حفره الکترونیِ مثبت آب را برای ایجاد رادیکال هیدروکسیل اکسیده می‌کند.

همچنین می‌تواند اکسیژن و مواد آلی را به‌طور مستقیم اکسیده کند. از این رو، علاوه بر استفاده از آن به عنوان رنگدانه، دی اکسید تیتانیوم را می‌توان به رنگ، سیمان، پنجره‌ها، کاشی، یا سایر محصولات برای استریل کردن، بو و خواص ضد رسوب آن اضافه کرد و به عنوان یک کاتالیزور هیدرولیز (فروکافت آبکافت) استفاده می‌شود. همچنین در سلول‌های خورشیدی رنگ‌حساس نیز استفاده می‌شود که نوعی سلول خورشیدی شیمیایی (همچنین شناخته شده با نام دیگر سلول Graetzel) است.

خواص فتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم توسط آکیرا فوجیشیما در سال ???? کشف و در سال ???? منتشر شد. آن فرایند بر روی سطح دی اکسید تیتانیوم اثر هوندا-فوجیشیما (ja:??-????) نامیده شد که در آن هیدروژن به عنوان انرژی تولید می‌شود و برای اثبات آن محقق سقف ساختمانی را با لایه ای نازک از اکسید تیتانیوم پوشش داد.

دی اکسید تیتانیوم در فیلم‌های نازک (en:Thin film) و به شکل نانوذره پتانسیل استفاده در تولید انرژی دارد: در نقش یک فتوکاتالیست، می‌تواند آبکافت انجام دهد؛ یعنی شکستن ترکیب آب به هیدروژن و اکسیژن. از هیدروژن جمع‌آوری شده می‌توان به عنوان یک سوخت استفاده کرد. با تقویت کردن اکسید به وسیله کربن می‌توان بازده فرایند را بهبود بخشید. بازده و ماندگاری بیشتر با ایجاد بی نظمی در ساختار شبکه لایه سطحیِ نانوبلورهای دی اکسید تیتانیوم به دست آمده است که اجازه جذب اشعه مادون قرمز را می‌دهد.

در سال ???? فوجیشیما و گروه او پدیده آب‌گیری مماسی را (en:Superhydrophilicity) برای دی اکسید تیتانیومِ پوشش داده شده با شیشه در معرض نور خورشید کشف کردند. این کار منجر به پیشرفت در پوشش‌های شیشه خودتمیزشونده و ضد بخار (en:Anti-fog) شد.

دی اکسید تیتانیوم که در مصالح ساختمانی در فضای باز دخیل است، مانند سنگ‌های صاف‌کننده در بلوک‌های مشت‌زن (en:Noxer block) یا رنگ‌ها، می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ای تمرکز گازهای متخلخلِ ناشی از هوا را کاهش دهد؛ گازهایی نظیر اکسید نیتروژن و ترکیبات آلی فرار. سیمان فوتوکاتالیستی که از دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک جزء اصلی استفاده می‌کند، به عنوان یکی از ?? اختراع برتر سال ???? در مجله تایم ذکر شد که توسط گروه ایتالسمنتی (Italcementi Group) تولید شد.

تلاش‌های برای معدنی کردن آلاینده‌ها به‌طور فوتوکاتالیستی در آب فاضلاب (تبدیل کردن به CO₂ و H₂O) در آب و فاضلاب انجام شده‌است. TiO₂ پتانسیل بسیار زیادی به عنوان یک فناوری صنعتی دارد برای سم‌زدایی یا اصلاح زیستیِ پساب (en:Environmental remediation) به خاطر چند عامل از جمله:

?. فرایند از اکسیژن طبیعی و نور خورشید استفاده می‌کند و در نتیجه تحت شرایط محیط رخ می‌دهد؛ دارای طول موج گزینشی است و توسط نور UV شتاب‌دار می‌شود.?. فتوکاتالیست ارزان، در دسترس، غیر سمی، دارای حالت پایدار شیمیایی و مکانیکی و دارای گردش مالی بالاست.?. از تشکیل محصولات میانی برگشت‌پذیر فوتوکاتالیست، بر خلاف روش نورکافت مستقیم، اجتناب می‌شود.?. اکسیداسیون لایه CO₂ کامل است.?. TiO₂ می‌تواند به عنوان لایه‌های مناسب نازک بر روی بسترهای رآکتور پشتیبانی شود که می‌تواند به آسانی از آب تصفیه شده جدا شود.

کاربردهای دیگر دی اکسید تیتانیوم

• – دی اکسید تیتانیوم در محلول یا سوسپانسیون می‌تواند استفاده شود برای شکافتن پروتئینی که حاوی اسید آمینه پرولین است در مکانی که در آن پرولین موجود باشد.
• – همچنین دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک ماده در ممریستور استفاده می‌شود، یک المان الکترونیکی جدید در مدار (en:Electrical element). می‌تواند برای تبدیل انرژی خورشیدی بر اساس رزانه، پلیمر، یا در نقطه کوانتومیِ سلول خورشیدی نانوبلورِ (en:Nanocrystal) حساس شده TiO₂ که از پلیمر ترکیبی (en:Conjugated system) به عنوان الکترولیتِ جامد استفاده شود که بسیاری از این دست نتایج با بررسی مواد فلزی با پایه فلز اسمیم و روتنیم رخ داده است.
• – TiO₂ پتانسیل استفاده به عنوان هادی مختلط (en:Mixed conductor) را دارد به دلیل ترکیب یونی قوی و رسانای الکتریکیِ الکترون‌های آن و همچنین مواد هادی مختلط پیش نیازی برای پدیده‌های سینتیک (en:Electrokinetic phenomena) هستند.
• – فیلم‌ها (لایه‌های نازک) و بلورهای تک کریستال TiO₂ به عنوان یک نیم‌رسانا استفاده می‌شود و همچنین در حالت دی‌بی‌آرِ آینه‌های مستقیم (en:Dielectric mirror) به خاطر ضریب شکستِ بالای TiO₂ استفاده دارد.

شرکت پیشگامان نانو مواد ایرانیان به عنوان جامع ترین مرجع تامین انواع تجهیزات و شیشه آلات آزمایشگاهی، نانو مواد، مواد شیمیایی را در بسته بندی های مختلف وزنی با کیفیت عالی و معتبر ترین برند های جهانی تامین مواد شیمیایی مانند مرک و سیگما و برندهای داخلی معتبر و شناخته شده، در اختیار دانشجویان، دانشگاه ها، محققان و صنایع قرار می دهد.