TiO2-Nanopulver

Überblick über TiO2-Nanopulver

tio2 nano powder ist ein feines weißes Pulver, das aus Nanopartikeln von TiO2, einem natürlich vorkommenden Oxid des Elements Titan, besteht. Die Nanopartikel haben einen Durchmesser von weniger als 100 Nanometern, wodurch sie einzigartige Eigenschaften aufweisen.

TiO2-Nanopulver hat sich aufgrund seiner außergewöhnlichen optischen, elektronischen und katalytischen Eigenschaften, die eng mit seiner Größe, Morphologie und Oberfläche zusammenhängen, zu einem wichtigen Material für verschiedene Branchen entwickelt. Es weist eine hohe Helligkeit und Reflektivität, eine gute UV-Lichtabsorption, eine effiziente Ladungsübertragung und photokatalytische Aktivität, einen hohen Brechungsindex und vieles mehr auf.

Die folgenden Abschnitte befassen sich mit den verschiedenen Aspekten von TiO2-Nanopulver, einschließlich seiner Zusammensetzung, verschiedener struktureller Formen, Schlüsseleigenschaften, Anwendungen in verschiedenen Industriezweigen, verfügbaren Spezifikationen und Qualitäten, Anbieterlandschaft und Vor- und Nachteile.

Zusammensetzung und Strukturen von TiO2-Nanopulver

TiO2-Nanopulver kann in verschiedenen strukturellen Formen vorliegen, die unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen aufweisen:

TiO2-Nanopulver-Strukturen

Struktur	Beschreibung
Anatas	Metastabil, tetragonale Kristallstruktur
Rutil	Thermodynamisch stabile, tetragonale Struktur
Brookit	Orthorhombische Struktur, selten kommerziell genutzt
TiO2 (B)	Monoklinische Struktur

Die Formen Anatas und Rutil von TiO2 nano werden am häufigsten kommerziell genutzt. Die Hersteller verwenden Verfahren wie Hydrolyse, Sol-Gel, Dampfphasenpyrolyse, Flammensprühpyrolyse und Plasmasynthese zur Herstellung von TiO2-Nanopulver in der gewünschten Form.

Hauptmerkmale von TiO2-Nanopartikeln

Zu den wichtigen Eigenschaften und Merkmalen von TiO2-Nanopartikeln, die ihren vielfältigen Einsatz in zahlreichen Anwendungen ermöglichen, gehören:

Eigenschaften von TiO2-Nanopartikeln

Charakteristisch	Einzelheiten
Partikelgröße	10-100 nm
Kontrolle der Kristallstruktur	Anatas, Rutil oder Brookit-Polymorphe
Fläche	50-400 m2/g
Brechungsindex	2.6-2.9
Helligkeit/Weißheit	Am höchsten bei weißen Pigmenten (>90%)
Stärke der Färbung	Höher als bei herkömmlichen Pigmenten
UV-Absorption	Hohe, breitbandige Absorption im UV-Bereich
Fotoaktivität	Anatasform zeigt hervorragende Photokatalyse unter UV-Bestrahlung
Stabilität	Chemisch und thermisch stabil, unlöslich in Wasser
Toxizität	gilt als biologisch inert

Die ultrafeine Größe führt zu einer Maximierung der Oberfläche und einer verbesserten Funktionalität pro Volumeneinheit, so dass kleine Mengen eine starke Opazität, eine hohe katalytische Reaktivität usw. bieten können. Die Steuerung von Größe, Form und Porosität ist der Schlüssel zur Anpassung der optischen Leistung, der elektronischen Struktur oder der Oberflächeneigenschaften.

Anwendungen von TiO2-Nanopulver

Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen, die sich die vielseitigen optischen, elektronischen und chemischen Eigenschaften von TiO2-Nanopartikeln zunutze machen, gehören:

Pigmente und Farbstoffe

• Farben und Beschichtungen: Weißes Pigment für hohe Deckkraft und Haltbarkeit
• Kunststoffe: Helligkeit, Opazität und UV-Beständigkeit
• Papier: Mineralischer Füllstoff für Weißgrad, Glätte und Deckkraft
• Kosmetika: UV-Schutzcremes, Make-up, Sonnenschutzmittel
• Lebensmittelfarbe: Synthetischer Aufheller und Aufhellungsadditiv

Katalysatoren und Filter

• Desodorierung und Luftreinigung: Entfernen flüchtiger organischer Verbindungen
• Wasseraufbereitung: Photokatalyse von organischen Schadstoffen
• Fotovoltaik: Effiziente Sammlung von Ladungsträgern
• Keramische Membranen: Mikrofiltration und Anti-Biofouling

Energiespeicherung

• Lithium-Ionen-Batterien: Hohe Leistung und Stabilität
• Farbstoffsensibilisierte Solarzellen: Photoanode zur Erzeugung von Exzitonen
• Elektrochrome Geräte: Umkehrbare optische Durchlässigkeit

Biomedizinische Geräte

• Biosensoren: Immobilisierung von Enzymen zum Nachweis von Biomarkern
• Knochenimplantate: Bioaktive Oberfläche für die Osseointegration
• Wundauflagen: Antimikrobielle Aktivität

Branchenbezogener Verbrauch von TiO2-Nanomaterialien

Industrie	Geschätzte Nutzung
Farben und Beschichtungen	50%
Kunststoffe	20%
Papier	15%
Kosmetika und Körperpflegemittel	5%
Katalysatoren	3%
Keramik	2%
Andere	5%

Fortschrittliche Anwendungen in neuen Bereichen wie Elektronik, Energie und Biomedizin treiben die starke kommerzielle Nachfrage an, während Farben, Kunststoffe und Papier reife Märkte darstellen.

Spezifikationen von TiO2-Nanopulver Produkte

TiO2-Nanopulver ist im Handel in verschiedenen Varianten erhältlich, die je nach Anwendungsanforderungen angepasst werden:

TiO2 Nanopower Spezifikationen

Parameter	Typischer Bereich
Reinheit	>99,5%
Partikelgröße	10-25 nm, 10-30 nm, 10-50 nm
Kristallstruktur	Anatas, Rutil, Mischphase
Morphologie	Kugelförmig, facettiert, Stab, Würfel, Platte, Blume
Fläche	200-400 m2/g
Schüttdichte	0,15-0,3 g/cc
Echte Dichte	3,9 g/cc
Brechungsindex	2.6-2.9
Ölabsorption	95-130 cm3/100g
pH-Wert	5-7
Weißsein	>92%
Beginn der Absorption	<390 nm

TiO2-Nanopulver Größenvariationen

Klasse	Partikelgröße
1	~10 nm
2	~20 nm
3	~30 nm
4	~ 50 nm
5	~100 nm

Anatas-Nano-TiO2 wird für katalytische Anwendungen bevorzugt, während Rutil hauptsächlich für Pigmente verwendet wird. Kleinere Partikelgrößen ermöglichen eine tiefere UV-Absorption, verkürzen aber die Lagerfähigkeit. Facettierte Morphologien bieten im Vergleich zu kugelförmigen Formen eine höhere photokatalytische Aktivität.

Lieferanten von TiO2-Nanomaterialien

Einige der weltweit wichtigsten Hersteller und Lieferanten von TiO2-Nanopulver sind:

Wichtige TiO2-Nanopulver-Hersteller

Unternehmen	Standort
Sigma Aldrich	USA
Nanostrukturierte und amorphe Materialien	USA
US-Forschung Nanomaterialien	USA
SkySpring Nanomaterialien	USA
Nanoshel	USA
Amerikanische Elemente	USA
Hongwu International	China
NaBond-Technologien	China
Intelligente Materialien	China
IoLiTec	Deutschland
Meliorum Technologien	Ukraine
Tronox Limited	Global
Tayca Gesellschaft	Japan
Ishihara Sangyo Kaisha	Japan

Die Preise reichen von $10/g für Forschungsmengen im Labormaßstab bis zu $50/kg für kommerzielle Großmengen, je nach Produktreinheit, Größenverteilung, Oberflächenfunktionalisierung usw.

Vor- und Nachteile von TiO2-Nanopartikeln

Vorteile von TiO2-Nanopartikeln:

• Höhere Leistung bei geringerer Dosierung als bei pigmentären Formen
• Multifunktionale fortschrittliche Anwendungen in neuen Bereichen
• Stabil, ungiftig, biologisch inert
• Kostengünstige Herstellung von Rutil aus Mineralien

Beschränkungen von TiO2-Nanopartikeln:

• Begrenzte Erfahrung in der Großserienfertigung
• Bedenken wegen der Freisetzung von Nanopartikeln in die Umwelt
• Lagerung in inerter Atmosphäre erforderlich
• Anatas wandelt sich bei >700°C in photokatalytisch inertes Rutil um

Während Sicherheit, Stabilität und Nachhaltigkeit gewährleistet sein müssen, eröffnet die genaue Kontrolle der TiO2-Nanostruktur Möglichkeiten für intelligente optische Beschichtungen, Sensoren, Energiegewinnung, die Integration von Mikrogeräten usw.

FAQs

Q. Woraus besteht das TiO2-Nanopulver?

A. TiO2-Nanopulver besteht aus Partikeln mit einer Größe von weniger als 100 nm und einer Reinheit von mindestens 99,5% Titandioxid sowie Spuren von Dotierstoffen in bestimmten Qualitäten.

Q. Wie wird TiO2-Nanopulver kommerziell hergestellt?

A. Zu den Herstellungsmethoden gehören Hydrolyse, Sol-Gel-Synthese, Flammensprühpyrolyse, Plasmasynthese und Gas- oder Flüssigphasenreaktionen.

Q. Welche verschiedenen TiO2-Nanosorten gibt es?

A. Handelsübliche Sorten, klassifiziert nach Partikelgröße, Kristallphase (Anatas, Rutil), Morphologie (kugelförmig, würfelförmig, blütenförmig, blattförmig) und Oberflächenbeschichtung.

Q. Ist TiO2-Nanopulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung erfordern?

A. Inerte Lagerung unter Vermeidung von Sauerstoff/Feuchtigkeit, Verwendung von PSA bei der Handhabung, Vermeidung der Freisetzung in die Umwelt. Keine Bedenken hinsichtlich der Toxizität.

Q. Was sind die potenziellen Nachteile oder Risiken im Zusammenhang mit TiO2 nano?

A. Abbau bei der Lagerung im Laufe der Zeit, Bedenken hinsichtlich der Toxizität von Nanopartikeln, Qualitätsschwankungen in der frühen Vermarktungsphase.

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