Tlenek tytanu(IV)
Z Wikipedii
Tlenek tytanu(IV) (TiO2, dawniej dwutlenek tytanu) wg nowego nazewnictwa i norm miedzynarodowych : ditlenek tytanu – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków, posiadający liczne zastosowania, z których najbardziej masowe to pigmenty do białych farb i środek wybielający papier.
[edytuj] Właściwości
Dwutlenek tytanu tworzy trzy odmiany polimorficzne występujące w przyrodzie – tetragonalny rutyl i anataz oraz rombowy brukit (brookit). Dwie ostatnie przechodzą w najtrwalszy rutyl powyżej temperatury 800-900°C.
Dwutlenek tytanu jest najpowszechniejszym i najtrwalszym tlenkiem tytanu. Jest to biały proszek o temperaturze topnienia ok. 1830°C i temperaturze wrzenia ok. 2500°C. Ma właściwości amfoteryczne – reaguje ze stężonym kwasem siarkowym, a stapiany z wodorotlenkami, węglanami lub tlenkami innych metali przechodzi w tytaniany. Nie jest rozpuszczalny w wodzie.
W układzie tytan-tlen istnieje szereg niższych tlenków o ogólnym wzorze TinO2n–1 dla n = 4-10 (Fazy Magnèliego).
Długoletnie badania wykazały, iż TiO2 charakteryzuje się:
- pasmem walencyjnym utworzonym przez funkcje falowe 2p jonów tlenu
- przerwą energetyczną wynoszącą 3-3,2 eV
- pasmem przewodnictwa utworzonym przez funkcje falowe 3d tytanu
- wysokim współczynnikiem załamania światła w granicach 2,616-2,903 (wyższy niż dla diamentu)
- niską absorpcją optyczną w zakresie widzialnym
- dobrą stabilnością chemiczną
- dużą odpornością chemiczną
- wysoką twardością wynoszącą około 6 w skali Mohsa
- wysoką stałą dielektryczną (120 dla rutylu)
- wysoką rezystancją.
[edytuj] Zastosowanie
W nowoczesnych technologiach znajduje on zastosowanie do wytwarzania:
- fotoanod do fotorozkładu wody
- fotoanod do fotochemicznego rozkładu związków organicznych
- fotokatalizatorów do odzysku i usuwania metali ciężkich,
- katalizatorów powodujących fotorozkład zanieczyszczeń środowiska (NOx)
- tanich ogniw słonecznych
- katalizatorów heterogenicznych
- powłok szkieł samoczyszczących i zapobiegających parowaniu
- środków powodujących krystalizację szkła
- wnętrz światłowodów,
- warstw do filtrów optycznych i interferencyjnych
- luster laserów
- membran separujących gazy
- filtrów antybakteryjnych
- filtrów do usuwania zanieczyszczeń organicznych z wody
- sensorów kontrolujących stosunek paliwo/powietrze w silnikach samochodowych (sondy λ)
- sensorów wilgoci
- niskotemperaturowych sensorów tlenu
- wysokotemperaturowych sensorów pH
- warystorów
- kondensatorów.
Jest również stosowany w tradycyjny już sposób jako pigment (biel tytanowa) do produkcji papieru, tworzyw sztucznych, kosmetyków, farmaceutyków, porcelany, farb i emalii oraz jako stabilizator koloru szkliw.
[edytuj] Charakterystyka fotochemiczna
Właściwości fotoelektrochemiczne TiO2 związane są z absorpcją promieniowania. Dwutlenek tytanu charakteryzuje się wysoką absorpcją w zakresie UV i dochodzącą do zaledwie kilku procent absorpcją promieniowania w zakresie widzialnym ViS. Aby zwiększyć zakres absorpcji światła w zakresie widzialnym, co ma zasadnicze znaczenie w ogniwach słonecznych oraz w fotorozkładzie wody, trwają nieustanne prace nad modyfikacją jego właściwości.
E100 • E101 • E101a • E102 • E103 • E104 • E105 • E106 • E107 • E110 • E111 • E120 • E121 • E122 • E123 • E124 • E125 • E126 • E127 • E128 • E129 • E130 • E131 • E132 • E133 • E140 • E141 • E142 • E150a • E150b • E150c • E150d • E151 • E152 • E153 • E154 • E155 • E160a • E160b • E160c • E160d • E160e • E160f • E161a • E161b • E161c • E161d • E161e • E161f • E161g • E162 • E163 • E170 • E171 • E172 • E173 • E174 • E175 • E180 • E181
