Dioxyde de titane 98 +%, extra pur

Qu'est-ce que l'oxyde de titane ?

L'oxyde de titane (IV) (dioxyde de titane) est l'oxyde IV de titane. En plus de cet oxyde polymorphe, il existe un certain nombre de sous-oxydes non stoechiométriques de titane, les phases dites de Magneli, ainsi que l'oxyde de titane (III) et l'oxyde de titane (II).

Le dioxyde de titane a une grande variété d'utilisations en tant que pigment blanc, c'est pourquoi quatre à cinq millions de tonnes sont produites dans le monde chaque année. Les principaux domaines d'application sont dans le domaine des revêtements tels que les laques et les peintures, suivis de la coloration plastique et du papier stratifié. Les produits colorés contiennent généralement également des pigments blancs pour obtenir un pouvoir couvrant élevé.

Caractéristiques physiques

Le point de fusion du dioxyde de titane est de 1855°C, le composé est thermiquement stable. Le dioxyde de titane est également chimiquement inerte. Il est résistant à la lumière, peu coûteux et donc un pigment blanc important.

Propriétés optiques

L'indice de réfraction de l'oxyde de titane est élevé et a une large dispersion. L'indice de réfraction dépend également de manière significative de la modification cristalline. Le dioxyde de titane est biréfringent.

D'un point de vue coloristique, le dioxyde de titane, en raison de son indice de réfraction élevé, a le pouvoir couvrant le plus élevé de tous les pigments blancs et en même temps un excellent pouvoir éclaircissant. Le pouvoir couvrant maximal du dioxyde de titane est d'environ 200 nm à 300 nm, selon l'application et la taille de référence, le nombre ou la distribution granulométrique liée à la masse.

Le dioxyde de titane est un semi-conducteur, donc la bande de valence est complètement remplie et la bande de conduction n'est pas occupée à température nulle. La bande interdite dépend de la modification. Les quanta de lumière d'énergie supérieure à la bande interdite sont absorbés. La lumière UV peut également être absorbée à la bonne longueur d'onde, offrant une protection UV. Le rayonnement lumineux à ondes courtes soulève les électrons de la bande de valence vers la bande de conduction, laissant un trou. La taille de la bande interdite dépend de la direction cristalline et, dans le domaine des nanoparticules, de la taille des particules.

À quoi sert l'oxyde de titane ?

pigment

Le dioxyde de titane a un indice de réfraction nettement supérieur à celui de la plupart des matériaux organiques utilisés pour lier les couleurs. Cela signifie que les pigments à base d'oxyde de titane diffusent efficacement la lumière, ce qui donne une couleur blanche bien couvrante. La taille optimale des pigments se situe dans la plage de 200 nm à 300 nm.La plage de taille est le résultat de la théorie de Mie. La taille des particules affecte l'opacité d'une part et la tonalité de couleur d'autre part ; les pigments finement divisés apparaissent plus bleutés. Avec une part de marché d'environ 60 %, les applications les plus importantes sont les matériaux de revêtement et 25 % les applications polymères.

Le dioxyde de titane pur est rarement utilisé, car des réactions chimiques radicalaires induites par la lumière se produisent en plus de l'effet de protection contre les UV du TiO2. La fonctionnalisation des granulés de pigment réduit cet effet et améliore en même temps les propriétés de couleur, principalement grâce à une dispersion plus facile. Certaines applications, par ex. B. utiliser des pigments anatase pour les applications de fibres ou de ciment malgré l'activité photochimique plus élevée, alors que la plupart des applications se rabattent sur les pigments rutiles.

Photocatalyseur

De nombreux fabricants proposent des photocatalyseurs à base de TiO2. Il s'agit généralement d'anatase, de mélanges anatase-rutile ou de dioxydes de titane dopés avec un large éventail d'applications possibles. La photocatalyse est une catalyse hétérogène dans laquelle des substances gazeuses ou dissoutes réagissent sous la lumière UV par réaction radicalaire ou transfert de porteurs de charge vers du dioxyde de titane ou d'autres substances. L'illumination avec de la lumière UV, dont l'énergie est supérieure à la bande interdite, ou l'excitation moins efficace des impuretés d'un dopant génère des porteurs de charge libres, des électrons dans la bande de conduction et des trous dans la bande de valence. Ces paires de porteurs de charge se recombinent généralement très rapidement, mais la flexion de la bande au niveau de la surface peut entraîner une séparation des porteurs de charge. Ceux-ci réagissent généralement avec l'oxygène et l'eau adsorbés pour former des radicaux hydroxyle et peroxy. Sauf dans le cas du transfert direct de charge vers les adsorbats, les radicaux réagissent généralement avec les substances organiques adsorbées. Les voies de réaction pour compléter la minéralisation peuvent être très complexes et nécessitent de nombreuses excitations photoniques.

Pour une utilisation en extérieur, dont un exemple est l'autonettoyage photocatalytique, la composante UV de la lumière solaire ASTM 1.5 d'environ 3 % est généralement utilisée, avec un maximum d'environ 35 W/m2. Les applications intérieures sont généralement moins favorables, d'une part la composante UV est très faible ou la vitesse de réaction est faible dans le cas des catalyseurs dopés. Les paramètres de la photocatalyse sont des rendements quantiques définis différemment. Des valeurs typiques peuvent difficilement être données, car un grand nombre de paramètres entrent dans la catalyse. Des ordres de grandeur de 1 réaction pour 1000 photons sont généralement cités. Un autre problème est que les réactions photocatalytiques ne font pas la distinction entre la matrice de liant organique et les polluants. Les systèmes de liants inadaptés ont donc tendance à fariner tôt.

Autres utilisations

Dans la fabrication de verres optiques spéciaux, le TiO2 est utilisé pour influencer la dispersion optique, le nombre d'Abbe. Le dioxyde de titane dans la modification anatase est le composant principal des catalyseurs utilisés pour la dénitrification industrielle des gaz de combustion par le procédé SCR. La cellule solaire à colorant (cellule Grätzel) est basée sur les propriétés semi-conductrices du dioxyde de titane. Les memristors ont été fabriqués à partir de dioxyde de titane. Le dioxyde de titane est également utilisé comme composant principal du diélectrique céramique dans les condensateurs céramiques de classe 1. Les monocristaux de rutile synthétique sont utilisés pour les prismes optiques ou comme imitations de diamant pour leurs propriétés optiques. La biréfringence rend les imitations faciles à repérer. De plus, le dioxyde de titane est utilisé pour produire des aérosols de test.

Propriétés techniques

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