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Dioxyde de titane (TiO2) a trois formes minérales, le rutile, l'anatase et le minerai de titane en plaques, dont la phase rutile et la phase anatase sont un système cristallin tétragonal, stable à température ambiante ; La phase du minerai de titane en plaque est un système cristallin rhomboédrique, la structure cristalline est très instable, à l'heure actuelle, il n'y a pas beaucoup de valeur pratique dans l'industrie.

1. Dioxyde de titane pour la photocatalyse

Le dioxyde de titane est une sorte d’oxyde amphotère qui peut être oxydé et réduit dans certaines conditions environnementales. Lorsqu'ils sont irradiés par de la lumière avec une énergie supérieure à la bande passante interdite (également connue sous le nom de bande interdite, Eg), les électrons (e-) dans la bande de valence (VB) de basse énergie sont excités pour sauter vers la bande de conduction de haute énergie ( CB), laissant des trous chargés positivement (h+) dans la bande de valence, qui sépare les électrons photogénérés des trous. Les électrons photogénérés dans la bande de conduction sont de bons agents réducteurs, réduisant les molécules d'oxygène (O2) pour générer des ions négatifs superoxydes (-O2-), et les trous photogénérés dans la bande de valence sont de puissants agents oxydants, oxydant les molécules d'eau (H2O) pour générer radicaux hydroxyles (-OH), puis ces ions et radicaux négatifs peuvent dégrader les polluants organiques de l'environnement en eau et en dioxyde de carbone. et du dioxyde de carbone. Il est largement reconnu dans la littérature que l’activité photocatalytique du dioxyde de titane en phase anatase est nettement meilleure que celle du dioxyde de titane en phase rutile. Ceci est principalement dû à :

1, largeur de bande interdite du dioxyde de titane anatase, par exemple 3,2 eV (correspondant à l'énergie de la lumière ultraviolette de 387,5 nm), légèrement plus grande que le dioxyde de titane rutile (Eg = 3,0-3,1 eV), dioxyde de titane anatase généré par les paires électron-trou de la capacité redox est légèrement plus forte ;

2, le réseau de dioxyde de titane en phase anatase contient plus de défauts et de dislocations, ce qui peut produire plus de lacunes d'oxygène pour capturer les électrons, ce qui facilite la séparation des électrons et des trous photogénérés, tandis que le dioxyde de titane en phase rutile a une capacité d'adsorption de l'oxygène relativement plus faible.

En raison de ses excellentes propriétés redox photocatalytiques, le nanodioxyde de titane est devenu un représentant typique des produits photocatalytiques (matériaux semi-conducteurs optiques à fonction photocatalytique). Le nanodioxyde de titane enduit sur la surface du substrat, dans la lumière ultraviolette et la lumière visible, peut produire une forte fonction de dégradation catalytique, une dégradation efficace des gaz toxiques et nocifs dans l'air, tuer efficacement une variété de bactéries et sa libération de toxines, décomposition et traitement inoffensif, mais a également la désodorisation, la désodorisation, l'antisalissure, la purification de l'air et d'autres fonctions.

2. Le dioxyde de titane est utilisé dans les pigments de peinture et les additifs alimentaires.

Le dioxyde de titane, principalement utilisé comme pigment blanc, est également connu sous le nom de « dioxyde de titane » et est considéré comme « le meilleur pigment blanc au monde ». Le dioxyde de titane a l'indice de réfraction le plus élevé parmi les pigments blancs, il a donc le pouvoir couvrant (opacité), le pouvoir achromatique et d'autres propriétés optiques les plus élevés parmi les pigments blancs, ainsi qu'une blancheur brillante, un lustre élevé, une bonne dispersion et, comparé à Lidl, il a un dosage plus économique et une durée de vie plus longue.

La part du dioxyde de titane dans le domaine des revêtements atteint plus de 90 % et il est également largement utilisé dans l'encre, les additifs pour le plastique et le caoutchouc, la fabrication du papier, les textiles à fibres chimiques, les cosmétiques et d'autres industries.

De plus, le dioxyde de titane est également utilisé dans les additifs alimentaires pour le blanchiment et le remplissage. Le dioxyde de titane a été répertorié comme cancérogène du groupe 2B (c'est-à-dire potentiellement cancérigène pour l'homme) par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) en 2010 et confirmé par la réglementation de l'UE en 2020. Largement considéré comme cancérigène au niveau nanométrique, et avec le titane Le dioxyde de titane étant actuellement le seul agent de blanchiment disponible dans l'industrie alimentaire, le dioxyde de titane a été retiré de la classification des substances cancérigènes de l'UE en novembre 2022, suite aux efforts des fabricants européens de peintures.

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