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

معرفی اکسید تیتانیوم:

به‌طور کلی منبع اکسید تیتانیوم از ایلمنیت، روتیل و آناتاز تأمین می‌شود. کاربردهای وسیعی از جمله رنگ کرم‌های ضدآفتاب و رنگ‌های خوراکی دارد. هنگامی که به عنوان رنگ غذا استفاده می‌شود، عدد ئی آن ??? است. تولید جهانی در سال ???? حدود ??? میلیون تن بود و این مقدار در حال افزایش است.

دی اکسید تیتانیوم (به انگلیسی: Titanium dioxide) همچنین به عنوان تیتانیوم (?) اکسید یا تیتانیا شناخته شده، محصول طبیعی تیتانیوم در طبیعت می باشد که با فرمول شیمیایی TiO₂ شناخته می شود. هنگامی که از اکسید تیتانیوم به عنوان رنگدانه استفاده می‌شود، این ماده را با نام دیگری مانند تیتانیوم سفید، رنگدانه سفید? (PW6)، یا CI 77891 می شناسند و نام می برند.

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

مشخصات فنی تیتانیم دی اکسید:

[table id=60 /]

ساختار کریستالی پودر اکسید تیتانیوم:

اکسید تیتانیوم در طبیعت به صورت مواد معدنی شناخته شده روتیل، آناتاز و بروکیت (en:Brookite) پدید می‌آید، و علاوه بر آن به دو شکل فشار بالا، به فرم دستگاه بلوری مونوکلینیک بادلییت (en:baddeleyite) و دستگاه بلوری اورتورومبیک دی‌اکسید سرب، پدید می‌آید که هر دو به تازگی در دهانه en:N?rdlinger Ries در بایرن پیدا شده‌است.

یکی از این‌ها en:Akaogiite بوده که یک ماده معدنی بسیار نادر است؛ عمدتاً در سنگ معدن ایلمنیت یافت می‌شود. این گسترده‌ترین سنگ معدن تیتانیم دی اکسید در سراسر جهان است. روتیل سنگ معدنی بعدی فراوان است که حدود ?? درصد آن را دی اکسید تیتانیوم تشکیل داده است. فازهای شبه پایدار آناتاز و بروکیت بر اثر حرارت بالا با درجه حرارت در محدوده ??? تا ??? درجه سانتی گراد (???? تا ???? درجه فارنهایت).

معرفی فاز های کریستالی تیتانویم اکسید:

دی اکسید تیتانیوم دارای هشت حالت اکسایش است از جمله: روتیل، آناتاز و بروکیت - سه فاز شبه پایدار که می‌توان به‌طور مصنوعی تولید شود (مونوکلینیک، تتراگونال و دستگاه بلوری تتراگونال) - و پنج شکل فشار بالا (ساختارهایی شبیه به دی‌اکسید سرب، OI، بادلییت قائم الزاویه، کتونیت (en:Cotunnite) و فازهای مکعبی) که در جدول پایین صفحه دسته‌بندی شده موجود است.

فاز نوع کتونیت توسط L. Dubrovinsky و جمعی از نویسندگان ادعا شده‌است که سخت‌ترین اکسید شناخته شده با سختی ویکرز ?? گیگا پاسکال و مدول حجمی ??? گیگا پاسکال (یعنی نزدیک به مدل حجمی الماس ??? گیگا پاسکال) در فشار هوا است. اما بررسی‌های بعدی به نتایج متفاوتی با مقادیر بسیار پایین‌تر برای هر دو سختیِ ویکرز (? تا ?? گیگا پاسکال، که نرم‌تر از اکسیدهای رایج مانند Al₂O₃ مورد استفاده در سنگ سنباده و TiO₂ روتیل است) و مدول حجمی (تقریباً ??? گیگا پاسکال) منجر شد.

اکسیدها از نظر تجاری سنگ‌های معدنی مهم تیتانیوم هستند. این فلز همچنین می‌تواند از مواد معدنی دیگر مانند ایلمنیت یا سنگ معدن لیوکاکسن (en:Leucoxene) یا یکی از خالص‌ترین نوع آن، شن و ماسه روتیل ساحل، استخراج شود. یاقوت کبود و یاقوت سرخ درخشندگی خود را از ناخالصی‌های روتیلِ موجود در آن‌ها می‌گیرند.

دی اکسید تیتانیوم (ب) به عنوان یک ماده کانی در سنگ‌های ماگمایی و رگه‌های گرمابی، و همچنین در دیواره پروسکایت یافت می‌شود. TiO₂ به صورت لایه‌ای lamellae در دیگر مواد کانی (که بعضاً نام‌گذاری نشده‌اند) نیز تشکیل می‌شود.

خطوط طیفی از اکسید تیتانیوم در ستاره کلاس M (رده‌بندی ستارگان) به صورت برجسته وجود دارند، که سرمای کافی به مولکول‌های این ماده شیمیایی اجازه تشکیل شدن می‌دهد.

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.

در این فرایند، سنگ خام (حاوی حداقل ?? درصد TiO₂) با کربن خرد و با کلر اکسیده می‌شود برای به دست آمدن تتراکلرید تیتانیم؛ به عنوان مثال، کلر زنی در کربوگرمایی. این تتراکلرید تیتانیم تقطیر و مجدداً اکسیده می‌شود در شعله اکسیژن خالص یا پلاسما در دمای ???? تا ???? کلوین برای نتیجه دادنِ دی اکسید تیتانیوم خالص در حالی که کلر نیز بازسازی 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 تأخیر 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:

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.