Диоксид титана (TiO₂) существует в нескольких кристаллических формах, из которых две основные и наиболее коммерчески значимые формы - рутил и анатаз. Третья форма, брукит, также существует в природе, но менее распространена в промышленных приложениях из-за более низких эксплуатационных характеристик по сравнению с рутилом и анатазом. Вот более подробный обзор каждого типа:
Рутил: названный в честь минерала, из которого он был впервые извлечен, рутил TiO₂ имеет тетрагональную кристаллическую структуру. Он характеризуется более высокой плотностью, более высоким коэффициентом преломления (около 2,71) и лучшей термической стабильностью по сравнению с анатазом. Рутиловый диоксид титана обладает превосходной атмосферостойкостью, поглощением ультрафиолета и долговечностью, что делает его предпочтительным выбором для наружных применений, таких как высокоэффективные краски, покрытия и пластики, требующие долговременной стабильности цвета и устойчивости к выцветанию.
Анатаз: анатаз TiO₂ имеет тетрагональную кристаллическую структуру, подобную рутилу, но с более низким коэффициентом преломления (около 2,55). Он известен своими превосходными фотокаталитическими свойствами, то есть способен эффективно разлагать загрязняющие вещества и органические материалы под воздействием света, что делает его полезным в самоочищающихся покрытиях, системах очистки воздуха и некоторых противомикробных средствах. Анатазный диоксид титана также используется в красках для внутренних работ, типографских красках и некоторых видах пластмасс, где требуется высокая белизна и дисперсность.
Брукит: Брукит - наименее распространенная форма диоксида титана в промышленности. Он имеет более сложную кристаллическую структуру, чем рутил или анатаз, обладает меньшей стабильностью и меньшим количеством преимуществ для коммерческого использования. Брукит TiO₂ обычно не синтезируется для специализированных применений из-за его более низких характеристик в таких областях, как непрозрачность, стабильность и фотокатализ, по сравнению с другими формами.
В дополнение к этим природным формам существуют также инженерные или модифицированные формы диоксида титана, которые разработаны для улучшения специфических свойств для специализированных применений. Например, наноразмерные частицы диоксида титана проявляют уникальные свойства благодаря увеличенной площади поверхности, что может дополнительно улучшить их фотокаталитическую активность, способность защищать от ультрафиолета или взаимодействовать с другими материалами в передовых технологиях. Однако использование наноразмерного диоксида титана вызывает вопросы о потенциальном воздействии на окружающую среду и здоровье, что требует тщательного рассмотрения и регулирования.
