Óxido de titanio (IV) 98 +%, Extra puro

¿Qué es el óxido de titanio?

El óxido de titanio (IV) (dióxido de titanio) es el óxido IV de titanio. Además de este óxido polimórfico, existen una serie de subóxidos de titanio no estequiométricos, las denominadas fases de Magneli, así como el óxido de titanio (III) y el óxido de titanio (II).

El dióxido de titanio tiene una amplia variedad de usos como pigmento blanco, razón por la cual se producen de cuatro a cinco millones de toneladas en todo el mundo cada año. Las principales áreas de aplicación se encuentran en el campo de los revestimientos como lacas y pinturas, seguidas por la coloración de plásticos y el papel laminado. Los productos coloreados suelen contener también pigmentos blancos para conseguir un alto poder cubriente.

Características físicas

El punto de fusión del dióxido de titanio es de 1855 °C, el compuesto es térmicamente estable. El dióxido de titanio también es químicamente inerte. Es resistente a la luz, económico y, por lo tanto, un importante pigmento blanco.

Propiedades ópticas

El índice de refracción del óxido de titanio es alto y tiene una amplia dispersión. El índice de refracción también depende significativamente de la modificación del cristal. El dióxido de titanio es birrefringente.

Desde un punto de vista colorístico, el dióxido de titanio, debido a su alto índice de refracción, tiene el mayor poder cubriente de todos los pigmentos blancos y al mismo tiempo un excelente poder aclarante. El poder de cobertura máximo del dióxido de titanio es de aproximadamente 200 nm a 300 nm, según la aplicación y el tamaño de referencia, el número o la distribución de tamaño relacionada con la masa.

El dióxido de titanio es un semiconductor, por lo que la banda de valencia está completamente llena y la banda de conducción no está ocupada a temperatura cero. La brecha de banda depende de la modificación. Los cuantos de luz con una energía mayor que la banda prohibida son absorbidos. La luz UV también se puede absorber en la longitud de onda correcta, proporcionando protección UV. La radiación de luz de onda corta eleva los electrones de la banda de valencia a la banda de conducción, dejando un hueco. El tamaño de la banda prohibida depende de la dirección del cristal y, en el campo de las nanopartículas, del tamaño de la partícula.

¿Para qué se utiliza el óxido de titanio?

pigmento

El dióxido de titanio tiene un índice de refracción significativamente más alto que el de la mayoría de los materiales orgánicos utilizados para unir colores. Esto significa que los pigmentos hechos de óxido de titanio dispersan la luz de manera efectiva, lo que da como resultado un color blanco que cubre bien. El tamaño óptimo de los pigmentos está en el rango de 200 nm a 300 nm, el rango de tamaño es el resultado de la teoría de Mie. El tamaño de partícula afecta la opacidad por un lado y el tono del color por el otro; los pigmentos finamente divididos aparecen más azulados. Con una cuota de mercado de aproximadamente el 60 %, las aplicaciones más importantes son los materiales de revestimiento y el 25 % las aplicaciones de polímeros.

Rara vez se utiliza dióxido de titanio puro, ya que además del efecto protector UV del TiO2 tienen lugar reacciones de radicales químicos inducidos por la luz. La funcionalización de los gránulos de pigmento reduce este efecto y al mismo tiempo mejora las propiedades del color, principalmente a través de una dispersión más fácil. Algunas aplicaciones, p. B. usar pigmentos de anatasa para aplicaciones de fibra o cemento a pesar de la mayor actividad fotoquímica, mientras que la mayoría de las aplicaciones recurren a los pigmentos de rutilo.

fotocatalizador

Muchos fabricantes ofrecen fotocatalizadores basados ​​en TiO2. Suelen ser anatasa, mezclas de anatasa-rutilo o dióxidos de titanio dopados con una amplia gama de posibles aplicaciones. La fotocatálisis es una catálisis heterogénea en la que las sustancias gaseosas o disueltas reaccionan bajo la luz ultravioleta por reacción de radicales o transferencia de portadores de carga a dióxido de titanio u otras sustancias. La iluminación con luz ultravioleta, cuya energía es mayor que la banda prohibida, o la excitación menos eficiente de las impurezas de un dopante genera portadores de carga libres, electrones en la banda de conducción y huecos en la banda de valencia. Estos pares de portadores de carga suelen recombinarse muy rápidamente, pero la flexión de la banda en la zona de la superficie puede provocar la separación de los portadores de carga. Estos suelen reaccionar con el oxígeno adsorbido y el agua para formar radicales hidroxilo y peroxi. Excepto en el caso de transferencia directa de carga a los adsorbatos, los radicales generalmente reaccionan con las sustancias orgánicas adsorbidas. Las vías de reacción para completar la mineralización pueden ser muy complejas y requieren muchas excitaciones de fotones.

Para uso en exteriores, un ejemplo de lo cual es la autolimpieza fotocatalítica, generalmente se utiliza la componente UV de la luz solar ASTM 1.5 de alrededor del 3%, con un máximo de alrededor de 35 W/m2. Las aplicaciones en interiores suelen ser menos favorables, por un lado el componente UV es muy bajo o la velocidad de reacción es baja en el caso de catalizadores dopados. Los parámetros en fotocatálisis son rendimientos cuánticos definidos de manera diferente. Difícilmente se pueden dar valores típicos, ya que una gran cantidad de parámetros entran en la catálisis. Generalmente se citan órdenes de magnitud de 1 reacción por 1000 fotones. Otro problema es que las reacciones fotocatalíticas no distinguen entre la matriz aglomerante orgánica y los contaminantes. Por lo tanto, los sistemas de ligantes inadecuados tienden a entizarse temprano.

Otros usos

En la fabricación de vidrios ópticos especiales, el TiO2 se usa para influir en la dispersión óptica, el número de Abbe. El dióxido de titanio en la modificación anatasa es el principal componente de los catalizadores utilizados para la desnitrificación industrial de gases de combustión mediante el proceso SCR. La célula solar de colorante (célula Grätzel) se basa en las propiedades semiconductoras del dióxido de titanio. Los memristores se fabricaron con dióxido de titanio. El dióxido de titanio también se utiliza como componente principal del dieléctrico cerámico en los condensadores cerámicos de clase 1. Los monocristales de rutilo sintético se utilizan para prismas ópticos o como imitaciones de diamantes por sus propiedades ópticas. La birrefringencia hace que las imitaciones sean fáciles de detectar. Además, el dióxido de titanio se usa para producir aerosoles de prueba.

Propiedades técnicas

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