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钛白粉基本知识
定义
钛白粉是一种白色无机颜料，学名二氧化钛（TiO2），也称钛白。具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度 ，号称“白色颜料之王”。钛白粉与人民生活息息相关，所以也被人称作国民经济的晴雨表。
相对分子量为79.90，CAS（ 美国化学文摘登记号）登录号： 13463-67-7 ,EINECS（全称为“欧洲已存在商业化学物品目录”）登 录号：236-675-5。 Titanium Dioxide pigment Titanium dioxide Titanium white Titanium。
钛白粉广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、化纤、橡胶、搪瓷、陶瓷、电子陶瓷、玻璃、合金、焊条、化妆品、医药等领域； 二氧化钛可制作成光催化剂，净化空气，消除车辆排放物中25%到45% 的氮氧化物，可用于治理PM2.5悬浮颗粒物过高的空气污染。（对空气中的二氧化氮、氨气、甲醛和苯等气体的分解速度达到在20分钟内分解70%以上）。
晶型
晶体类型
二氧化钛在自然界有三种结晶形态：金红石型Rutile/R、锐钛 型Anatase/A和板钛型。
| 钛白晶型 | 描述 | 晶系图片 |
|---|---|---|
| A和板钛型 | 板钛型斜方晶系 |  |
| 金红石型Rutile | 金红石型四方晶系 |  |
| R、锐钛型Anatase | 锐钛型四方晶系 |  |
晶型结构
金红石型晶体细长，呈棱形晶体，通常是孪晶，而锐钛型一般 为近似规则的八面体。 
晶型形态示意图
晶体性质
板钛型属斜方晶系，是不稳定的晶型，在650℃以上即转化成金 红石型，因此在工业上没有实用价值。锐钛型在常温下是稳定的，但 超过915℃时要向金红石型转化。
金红石型是二氧化钛最稳定的结晶形态，结构致密，与锐钛型相 比有较高的硬度、密度、介电常数与折光率
物理性质
光学性质
1. 折射率
钛白粉的折射率是常见白色物质中最高的，具有极强的光学特性。
- 物理意义：折射率越高，光在两种介质交界面上发生散射的能力越强。
- 对光学效果的影响：其高折射率使得钛白粉在所有白色颜料中拥有最强的光散射能力，直接影响着色力和遮盖力。
2. 光的散射能力
钛白粉光的散射，即漫反射，是其最重要的物理性质，也是其形成白色颜料光学效应的关键。
- 影响因素：光的散射能力取决于颜料和基料（载色剂）之间的折射率差异。由于二氧化钛折射率最高，它对光的散射能力也最强。
- 应用表现：这种散射能力赋予钛白粉强大的着色力（消色力）和遮盖力。
3. 粒径对光学性能的影响
金红石型钛白粉散射力与粒径间关系图
最佳粒径范围：
在可见光范围内，粒径在 0.15~0.35 μm 能实现最佳的散射效果，尤其当粒径接近光波波长的一半（约200nm）时，对光的散射能力达到最大值。不同粒径对光散射的影响：
- 粒径接近200nm：对蓝光、绿光和红光的散射效果接近最大值，整体散射性能最佳。
- 粒径约0.25~0.30μm：蓝光散射减少，但绿光和红光散射保持稳定，整体光学效果偏黄相。
- 粒径<0.25μm：反射蓝光为主，视觉上呈现偏蓝相，透明性增强，但遮盖力减弱。 粒径的减小，越蓝，透明性增强，遮盖力越来越差
粒径与视觉效果：
人眼通常认为蓝白色比纯白色更白，因此工业生产中倾向于制造粒径在 0.2μm 左右的二氧化钛。
4. 光化学活性
由于晶格缺陷，二氧化钛在紫外线照射及水等催化剂作用下易发生光催化反应：
- 反应机制：钛白粉表面释放初生态氧，同时可能还原为不稳定的三氧化钛。
- 对应用的影响：光化学活性导致基材老化或性能劣化，是影响耐候性的关键因素之一。
5.光色互变现象
将二氧化钛加热到200℃～600℃，二氧化钛会变成黄褐色，冷却后又恢复原色，这种现象称为光色互变现象。