鈦白粉（TiO?）是一種白無機(jī)化合物，化學(xué)式為TiO?，分子量為79.87 g/mol。其晶體結(jié)構(gòu)主要包括三種同質(zhì)異形體：金紅石（Rutile）、銳鈦礦（Anatase）和板鈦礦（Brookite）。金紅石是熱力學(xué)穩(wěn)定的形態(tài)，密度為4.23 g/cm3，常見于高溫地質(zhì)環(huán)境；銳鈦礦密度較低（3.89 g/cm3），具有更高的光催化活性；板鈦礦則較為罕見。三種結(jié)構(gòu)的差異源于TiO?八面體的連接方式：金紅石為共邊連接，銳鈦礦為共邊與共角混合連接。鈦白粉的熔點(diǎn)約為1843℃，且化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，耐酸堿性優(yōu)異（除濃硫酸和氫氟酸外），這些特性為其應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。鈦白粉以其良好的白度和遮蓋力，成為涂料行業(yè)提升產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵原料，讓墻面持久潔白亮麗。高沖擊鈦白粉替代

納米鈦白粉（粒徑20-50nm）作為造紙濕部助劑，可提升紙品性能：①其正電性（Zeta電位+35mV）與纖維負(fù)電荷結(jié)合，提高助留率（從78%提升至92%）；②比表面積達(dá)200m2/g，吸附溶解性膠體物質(zhì)（DCS），降低白水污染負(fù)荷（COD減少40%）；③在脫墨工藝中，通過靜電作用捕獲廢紙漿中0.5-10μm油墨粒子，浮選效率提升30%。日本開發(fā)的TiO?功能紙，光催化降解甲醛效率達(dá)85%，適用于室內(nèi)裝飾；國內(nèi)企業(yè)將納米TiO?與硅藻土復(fù)合，生產(chǎn)保鮮包裝紙，對大腸桿菌抑菌率>99%油性鈦白粉廠家選用鈦白粉，可增強(qiáng)紙張白度與不透明度，提升紙品質(zhì)感。

在半導(dǎo)體器件方面，鈦白粉可作為半導(dǎo)體材料的一部分。它能夠參與構(gòu)建異質(zhì)結(jié)，與其他半導(dǎo)體材料協(xié)同工作，調(diào)控電子的傳輸與分布，進(jìn)而改善半導(dǎo)體器件的性能。例如，在一些型的傳感器中，利用鈦白粉對特定氣體、光線等具有敏感響應(yīng)的特性，將其制備成傳感元件。當(dāng)外界環(huán)境中的目標(biāo)物質(zhì)與鈦白粉接觸時(shí)，會(huì)引發(fā)其電學(xué)性能的變化，從而實(shí)現(xiàn)對環(huán)境參數(shù)的檢測，這在空氣質(zhì)量監(jiān)測、生物醫(yī)療檢測等電子設(shè)備應(yīng)用場景中意義重大。此外，鈦白粉在電子封裝材料中也有應(yīng)用，能提升材料的熱穩(wěn)定性和絕緣性能，保護(hù)內(nèi)部電子元件免受外界環(huán)境干擾，延長電子設(shè)備的使用壽命 。

鈦白粉的生產(chǎn)工藝之硫酸法

硫酸法是生產(chǎn)鈦白粉的傳統(tǒng)工藝之一。該工藝首先將鈦鐵礦與濃硫酸進(jìn)行反應(yīng)，在反應(yīng)過程中，溫度、酸度等條件需要嚴(yán)格控制。一般在高溫下，鈦鐵礦中的鈦元素會(huì)與硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫酸鈦等中間產(chǎn)物。這個(gè)反應(yīng)過程需要持續(xù)攪拌，以確保反應(yīng)的充分進(jìn)行。然后，經(jīng)過水解步驟，硫酸鈦在特定的條件下水解生成偏鈦酸。水解過程是硫酸法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，水解的溫度、時(shí)間和溶液的酸堿度等因素都會(huì)影響偏鈦酸的晶型和質(zhì)量。之后，偏鈦酸需要經(jīng)過多次水洗，以去除其中殘留的硫酸根離子等雜質(zhì)。水洗后的偏鈦酸再經(jīng)過煅燒，在高溫煅燒爐中，偏鈦酸轉(zhuǎn)化為二氧化鈦，即鈦白粉。煅燒溫度和時(shí)間的控制對于鈦白粉的晶型和性能有很大影響，比如金紅石型鈦白粉和銳鈦型鈦白粉的煅燒條件就有所不同。還有就是，對煅燒后的鈦白粉進(jìn)行粉碎、包膜等后處理工序，提高其在不同應(yīng)用領(lǐng)域的性能。 在塑料加工中，鈦白粉的加入能增強(qiáng)制品的色澤和光澤度，使其更具吸引力和市場競爭力。

在鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）中，TiO?電子傳輸層（ETL）對效率提升至關(guān)重要。其介孔結(jié)構(gòu)（孔徑20-50 nm）可提高鈣鈦礦結(jié)晶度，減少界面缺陷。2022年，韓國UNIST團(tuán)隊(duì)通過原子層沉積（ALD）制備超薄TiO?（＜10 nm），使電池效率突破25.7%。在鋰硫電池中，TiO?中空微球作為硫宿主材料，通過化學(xué)吸附抑制"穿梭效應(yīng)"，使循環(huán)壽命從100次延長至500次以上。此外，光解水制氫系統(tǒng)中，TiO?與MoS?構(gòu)建的Z型異質(zhì)結(jié)可將產(chǎn)氫速率提升至12.6 mmol·g?1·h?1。高溫涂料中金紅石型鈦白粉穩(wěn)定性更優(yōu)。玩具鈦白粉出口

鈦白粉的化學(xué)穩(wěn)定性使其能適應(yīng)多種復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境，無論是高溫還是酸堿條件下都能保持性能穩(wěn)定。高沖擊鈦白粉替代

作為n型半導(dǎo)體，鈦白粉的禁帶寬度（Eg）因晶型而異：金紅石約為3.0 eV，銳鈦礦為3.2 eV。其價(jià)帶由O 2p軌道構(gòu)成，導(dǎo)帶由Ti 3d軌道組成。當(dāng)吸收紫外光（λ < 387 nm）時(shí)，價(jià)帶電子躍遷至導(dǎo)帶，形成電子-空穴對（e?-h?），這是其光催化活性的物理基礎(chǔ)。通過摻雜（如氮、碳）或構(gòu)建異質(zhì)結(jié)（如TiO?/g-C?N?），可將光響應(yīng)范圍擴(kuò)展至可見光區(qū)，提升太陽能利用效率。此外，鈦白粉的光催化活性還受到其表面積、孔隙結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度等因素的影響。高比表面積和適宜的孔隙結(jié)構(gòu)能夠提供更多的活性位點(diǎn)，有利于污染物的吸附和光催化降解。同時(shí)，良好的結(jié)晶度能夠減少光生電子和空穴的復(fù)合幾率，提高光催化效率。因此，在制備鈦白粉光催化劑時(shí)，需要通過調(diào)控合成條件來優(yōu)化其微觀結(jié)構(gòu)和性能。高沖擊鈦白粉替代