Анатаз и рутил - две первичные кристаллические формы диоксида титана (TiO₂), каждая из которых имеет свои свойства, позволяющие использовать их в различных областях. Вот основные различия между анатазным диоксидом титана и рутиловым диоксидом титана:
Кристаллическая структура: И анатаз, и рутил имеют тетрагональную кристаллическую структуру, но расположение элементарных ячеек в них различно, что приводит к различиям в их физических свойствах.
Показатель преломления: Рутил имеет более высокий коэффициент преломления (около 2,71) по сравнению с анатазом (около 2,55). Этот более высокий показатель преломления обусловливает превосходную кроющую способность и непрозрачность рутила, благодаря чему он кажется белее и ярче.
Поглощение и отражение света: Рутиловый диоксид титана поглощает ультрафиолетовый свет (УФ) более эффективно, чем анатаз, обеспечивая лучшую защиту от УФ-излучения и стойкость цвета при наружном применении, например, в красках и покрытиях. Он также более эффективно отражает видимый свет, повышая свою непрозрачность.
Фотокаталитическая активность: Анатаз известен своей большей фотокаталитической активностью, что означает, что он может более эффективно расщеплять загрязняющие вещества и органические материалы под воздействием света. Это свойство делает анатаз пригодным для самоочищающихся поверхностей, очистки воздуха и некоторых противомикробных применений.
Термическая стабильность: Рутил термически более стабилен, чем анатаз. При нагревании анатаз может превращаться в рутил, изменяя свои свойства. Температура этого превращения обычно превышает 500°C, но может меняться в зависимости от конкретных условий и наличия примесей.
Механические свойства: Рутил обычно тверже и устойчивее к истиранию, чем анатаз, что способствует его долговечности в условиях повышенного износа.
Область применения: Благодаря отличной атмосферостойкости, высокой непрозрачности и стабильности цвета рутиловый диоксид титана широко используется в наружных покрытиях, автомобильных красках и пластиках, которые должны выдерживать воздействие внешней среды. Напротив, анатаз, обладающий сильными фотокаталитическими свойствами и хорошей белизной, находит применение в красках для внутренних работ, печатных красках, пластмассах, а также в качестве фотокатализатора в технологиях восстановления окружающей среды.
На практике производители могут смешивать анатазную и рутиловую формы для достижения баланса свойств, подходящих для конкретных требований к продукту. Кроме того, прогресс в методах синтеза позволяет создавать диоксид титана с инженерными свойствами, которые сочетают в себе лучшие стороны обеих форм.
