一文了解二氧化钛（TiO2）材料的12大应用领域

二氧化钛（TiO₂）是一种白色固体或粉末状物质，属于两性氧化物，在自然界中以金红石、锐钛矿和板钛矿等3种晶型存在。TiO₂因白度好、着色力和遮盖力强、化学稳定性强、无毒无污染等优点，广泛应用于涂料、化纤、化妆品、造纸、塑料、橡胶、食品等工业中。

1、在颜料与涂料中的应用

颜料级钛白粉的折射率高，消色力强，遮盖力大，分散性好，白度好，无毒，物理和化学性质稳定，并且有优良的光学、电学性能。钛白粉的使用占所有白色颜料的90%以上，作为颜料，在工业生产中可以起到增色、提亮、提高产品品质等作用。钛白粉在乳胶漆、卷材和印铁涂料、汽车漆、粉末涂料中的应用较多。其中，粒径在200~400nm之间的颜料级钛白粉，不仅具有紫外线屏蔽、静电屏蔽、耐磨耐刮伤等性能，还可以提高涂料的附着力，防止涂料流挂。

2、在纺织和化纤中的应用

纺织和化纤是钛白粉的一个重要应用领域，在化纤中一般使用锐钛型钛白粉，可起到消光的作用。TiO₂的折射率较高，一般将0.2%~0.5%的TiO₂加入到合成纤维，就能达到很好的消光效果。
3、在化妆品中的应用
TiO₂可以吸收、反射、散射紫外线，能起到防紫外线照射的作用，在化妆品领域有一定的应用潜力。但纳米TiO₂本身的比表面能大，极性强，易团聚，影响了实际应用效果，因此通常将纳米TiO₂进行表面改性后再在化妆品领域使用。
4、在造纸工业中的应用
造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉，采用钛白粉的纸张，白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透，在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍，质量也能减轻15%~30%。纳米TiO₂应用在造纸工业中，可以起到使纸张色彩亮丽、抗紫外线、稳定不易返黄等作用。
5、在塑料工业中的应用
塑料工业是钛白粉的第二大用户，通常钛白粉在塑料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的20%。全世界500余个钛白粉牌号中，有50多个牌号是属于塑料专用的。钛白粉在塑料制品中的应用，除了利用它的高遮盖力、高消色力及其他颜料性能外，它还能提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品免受紫外光的侵袭，改善塑料制品的机械性能和电性能。几乎所有热固性和热塑性塑料中都使用钛白粉，一般用量为1%~5%，它既可以与树脂干粉混合，也可以与含增塑剂的液体相混合，还有把钛白粉先加工成色母粒后再使用的。
6、在油墨工业中的应用
钛白粉白度好、粒度小而均匀、折射率高、很高的着色力和遮盖力、良好的物理化学稳定性、光扩散性、耐光性、耐热性、耐候性和疏水性等特性使其不仅是油墨制造中不可缺少的白色颜料，而且也是调配众多中间色油墨产品的必用原料。含有钛白粉的油墨耐久不变色，表面润湿性好，易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型，也有锐钛型。在水性油墨中加入颜料级TiO₂，可使油墨具有着色强、易分散、耐久性好等优点。
7、在橡胶工业中的应用
钛白粉在橡胶工业中既作为着色剂，又具有填充、防老化、耐酸碱和补强作用。在白色和浅色橡胶制品中加入钛白粉，制成品具有老化慢、强度高、不开裂、不褪色、伸展率大及耐酸碱等特点。橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产时，为了增强其抗臭氧和抗紫外线能力，常加入一定量的金红石型产品。
8、在食品工业中的应用
纳米TiO₂在食品工业生产中作为食品包装材料，可以提高食品贮藏品质，有利于食品保鲜。
9、在医疗卫生方面的应用
TiO2光催化材料可以破坏细菌的细胞壁和细胞膜，从而起到杀菌消毒的作用。纳米TiO₂能够分解病原菌和内毒素，在医院病房、手术室等细菌大量繁殖的场所使用TiO₂光催化抗菌建材，室温条件下就能够降解固体表面和液体中的内毒素。另有研究表明，在光照下，TiO₂对宫颈癌细胞有明显的杀灭作用，在治疗肿瘤等医疗领域有很大的发展空间。
10、在电池中的应用
太阳能电池是一种可持续发展的绿色能源。染料敏化太阳能电池（DSSC）的成本低，制作方法相对简单，无毒无害无污染，有着很好的开发前景。TiO₂可用于染料敏化太阳能电池的生产，在TiO₂电极表面添加纳米Au、Ag或Pt等贵金属粒子，掺杂非金属离子、过渡金属配合物，可以提高TiO₂的光电转换效率。TiO₂还可以作为钙钛矿太阳能电池中的电子缓冲层材料，以及锂离子电池、钠离子电池的负极材料等。
11、在制氢中的应用
氢气是一种清洁无污染的能源，TiO₂光催化材料在制氢方面有很大的应用潜力。水分子中的氢氧键的键能较大，分解水时需要较大的能量，而TiO₂光催化材料可以降低水分解时的活化能，使反应温和。
12、在电子工业中的应用
钛白粉在电子工业中主要是用于制造陶瓷电容器、压电陶瓷、透明电光陶瓷等电子元器件所需电子陶瓷材料的重要原料之一。由于电子陶瓷材料用钛白粉要求颗粒细、比表面积大、高抗还原性、高介电常数和电阻、纯度高、杂质少，因此，电子工业用的通常是电容器用或试剂用钛白粉。
资料来源：

[1]刘于民. 二氧化钛表面功能化及应用研究[D].江苏大学,2011.

[2]甘禹鑫,张帅奇,王志鸽,等.二氧化钛材料的应用研究进展[J].化工技术与开发,2020,49(09):46-48+27.