TiO2 Nano Powder

Przegląd TiO2 Nano Powder

tio2 nano powder to drobny biały proszek składający się z nanocząsteczek TiO2, naturalnie występującego tlenku tytanu. Nanocząsteczki mają średnicę mniejszą niż 100 nanometrów, dzięki czemu wykazują unikalne właściwości.

Nano-proszek TiO2 stał się ważnym materiałem w różnych gałęziach przemysłu ze względu na swoje wyjątkowe właściwości optyczne, elektroniczne i katalityczne, które ściśle zależą od jego wielkości, morfologii i powierzchni. Charakteryzuje się wysoką jasnością i współczynnikiem odbicia, dobrą absorpcją światła UV, wydajnym przenoszeniem ładunku i aktywnością fotokatalityczną, wysokim współczynnikiem załamania światła i nie tylko.

Poniższe sekcje dotyczą różnych aspektów nanoproszku TiO2, w tym jego składu, różnych form strukturalnych, kluczowych cech, zastosowań w różnych branżach, specyfikacji i dostępnych gatunków, krajobrazu dostawców oraz zalet i wad.

Skład i struktura nanoproszku TiO2

Nano-proszek TiO2 może występować w różnych formach strukturalnych, które wykazują różne właściwości i zastosowania:

Struktury nanoproszku TiO2

Struktura	Opis
Anataz	Metastabilna, tetragonalna struktura krystaliczna
Rutyle	Stabilna termodynamicznie, tetragonalna struktura
Brookit	Struktura rombowa rzadko stosowana komercyjnie
TiO2 (B)	Struktura jednoskośna

Anatazowe i rutylowe formy nano TiO2 są najczęściej wykorzystywane komercyjnie. Producenci wykorzystują procesy takie jak hydroliza, zol-żel, piroliza w fazie gazowej, piroliza płomieniowa i synteza plazmowa do produkcji proszku nano TiO2 w pożądanej formie.

Kluczowe właściwości nanocząstek TiO2

Niektóre z ważnych atrybutów i cech nanocząstek TiO2, które umożliwiają ich różnorodne wykorzystanie w wielu zastosowaniach, obejmują:

Charakterystyka nanocząstek TiO2

Charakterystyka	Szczegóły
Wielkość cząstek	10-100 nm
Kontrola struktury krystalicznej	Polimorfy anatazu, rutylu lub brookitu
Powierzchnia	50-400 m2/g
Współczynnik załamania światła	2.6-2.9
Jasność/białość	Najwyższy wśród białych pigmentów (>90%)
Siła barwienia	Wyższa niż w przypadku konwencjonalnych pigmentów
Absorpcja promieniowania UV	Wysoka, szerokopasmowa absorpcja w obszarze UV
Fotoaktywność	Forma anatazowa wykazuje doskonałą fotokatalizę pod wpływem promieniowania UV
Stabilność	Stabilny chemicznie i termicznie, nierozpuszczalny w wodzie
Toksyczność	Uważany za biologicznie obojętny

Ultradrobny rozmiar prowadzi do maksymalizacji powierzchni i zwiększonej funkcjonalności na jednostkę objętości, pozwalając niewielkim ilościom zapewnić silne krycie, wysoką reaktywność katalityczną itp. Kontrolowanie rozmiaru, kształtu i porowatości jest kluczem do dostosowania wydajności optycznej, struktury elektronicznej lub właściwości powierzchni.

Zastosowania TiO2 Nano Powder

Niektóre z głównych obszarów zastosowań wykorzystujących wszechstronne właściwości optyczne, elektroniczne i chemiczne nanocząstek TiO2 obejmują:

Pigmenty i barwniki

• Farby i powłoki: Biały pigment zapewniający wysoką nieprzezroczystość i trwałość
• Tworzywa sztuczne: Jasność, nieprzezroczystość i odporność na promieniowanie UV
• Papier: Wypełniacz mineralny zapewniający biel, gładkość i nieprzezroczystość.
• Kosmetyki: Kremy ochronne UV, makijaż, filtry przeciwsłoneczne
• Barwnik spożywczy: Syntetyczny wybielacz i dodatek rozjaśniający

Katalizatory i filtry

• Dezodoryzacja i oczyszczanie powietrza: Usuwanie lotnych związków organicznych
• Uzdatnianie wody: Fotokataliza zanieczyszczeń organicznych
• Fotowoltaika: Wydajne gromadzenie nośników ładunku
• Membrany ceramiczne: Mikrofiltracja i ochrona przed biofoulingiem

Magazynowanie energii

• Akumulatory litowo-jonowe: Wysoka moc i stabilność
• Ogniwa słoneczne uczulone barwnikiem: Fotoanoda do generowania ekscytonów
• Urządzenia elektrochromowe: Odwracalna przepuszczalność optyczna

Urządzenia biomedyczne

• Biosensory: Immobilizacja enzymów do wykrywania biomarkerów
• Implanty kości: Bioaktywna powierzchnia do osteointegracji
• Opatrunki na rany: Aktywność przeciwdrobnoustrojowa

Branżowe zużycie nanomateriałów TiO2

Przemysł	Szacowane użycie
Farby i powłoki	50%
Tworzywa sztuczne	20%
Papier	15%
Kosmetyki i pielęgnacja ciała	5%
Katalizatory	3%
Ceramika	2%
Inne	5%

Zaawansowane zastosowania w nowych obszarach, takich jak elektronika, energia i biomedycyna, napędzają silny popyt komercyjny, a farby, tworzywa sztuczne i papier reprezentują dojrzałe rynki.

Specyfikacje TiO2 Nano Powder Produkty

Nanoproszek TiO2 jest dostępny w handlu w różnych wariantach dostosowanych do wymagań aplikacji:

Specyfikacja TiO2 Nanopower

Parametr	Typowy zakres
Czystość	>99,5%
Wielkość cząstek	10-25 nm, 10-30 nm, 10-50 nm
Struktura krystaliczna	Anataz, rutyl, faza mieszana
Morfologia	Kulisty, fasetowany, pręt, sześcian, arkusz, kwiat
Powierzchnia	200-400 m2/g
Gęstość nasypowa	0,15-0,3 g/cc
Prawdziwa gęstość	3,9 g/cm3
Współczynnik załamania światła	2.6-2.9
Absorpcja oleju	95-130 cm3/100g
Wartość pH	5-7
Biel	>92%
Początek wchłaniania	<390 nm

Warianty wielkości nanoproszku TiO2

Klasa	Wielkość cząstek
1	~10 nm
2	~20 nm
3	~30 nm
4	~ 50 nm
5	~100 nm

Anatazowy nano TiO2 jest preferowany do zastosowań katalitycznych, podczas gdy rutylowy jest używany głównie do pigmentów. Mniejsze rozmiary cząstek umożliwiają głębszą absorpcję promieniowania UV, ale skracają okres trwałości. Morfologie fasetowe oferują wyższą aktywność fotokatalityczną w porównaniu do kształtów sferycznych.

Dostawcy nanomateriałów TiO2

Niektórzy z głównych światowych producentów i dostawców nanoproszku TiO2 to:

Kluczowi producenci nanoproszków TiO2

Firma	Lokalizacja
Sigma Aldrich	USA
Materiały nanostrukturalne i amorficzne	USA
Amerykańskie badania nad nanomateriałami	USA
Nanomateriały SkySpring	USA
Nanoshel	USA
Elementy amerykańskie	USA
Hongwu International	Chiny
NaBond Technologies	Chiny
Inteligentne materiały	Chiny
IoLiTec	Niemcy
Meliorum Technologies	Ukraina
Tronox Limited	Globalny
Tayca Corporation	Japonia
Ishihara Sangyo Kaisha	Japonia

Ceny wahają się w szerokim zakresie od $10 / g dla ilości badawczych w skali laboratoryjnej do $50 / kg dla masowych ilości handlowych, w zależności od czystości produktu, rozkładu wielkości, funkcjonalizacji powierzchni itp.

Plusy i minusy nanocząsteczek TiO2

Zalety nanocząsteczek TiO2:

• Wyższa wydajność przy niższych dawkach niż w przypadku form pigmentowych
• Wielofunkcyjne zaawansowane aplikacje w rozwijających się obszarach
• Stabilny, nietoksyczny, biologicznie obojętny
• Efektywna kosztowo produkcja mineralnego rutylu

Ograniczenia nanocząstek TiO2:

• Ograniczone doświadczenie w produkcji na dużą skalę
• Obawy dotyczące uwalniania nanocząstek do środowiska
• Wymagane przechowywanie w atmosferze obojętnej
• Anataz przekształca się w fotokatalitycznie obojętny rutyl w temperaturze >700°C.

Podczas gdy bezpieczeństwo, stabilność i trwałość muszą być zapewnione, ścisła kontrola nanostruktury TiO2 otwiera możliwości dla inteligentnych powłok optycznych, czujników, pozyskiwania energii, integracji mikrourządzeń itp.

Najczęściej zadawane pytania

Q. Z czego składa się nanoproszek TiO2?

A. Nanoproszek TiO2 składa się z cząstek o wielkości poniżej 100 nm o czystości co najmniej 99,5% dwutlenku tytanu i śladowych ilości domieszek w niektórych gatunkach.

Q. W jaki sposób nanoproszek TiO2 jest produkowany komercyjnie?

A. Metody wytwarzania obejmują hydrolizę, syntezę zol-żel, płomieniową pirolizę natryskową, syntezę plazmową oraz reakcje w fazie gazowej lub ciekłej.

Q. Jakie są różne dostępne gatunki nano TiO2?

A. Gatunki handlowe sklasyfikowane na podstawie wielkości cząstek, fazy krystalicznej (anataz, rutyl), morfologii (kulisty, sześcian, kwiat, arkusz) i powłoki powierzchniowej.

Q. Czy Nano proszek TiO2 wymagają specjalnych środków ostrożności?

A. Obojętne przechowywanie, unikanie tlenu/wilgoci, stosowanie środków ochrony indywidualnej podczas obsługi, zapobieganie uwalnianiu do środowiska. Brak obaw dotyczących toksyczności.

Q. Jakie są potencjalne wady lub zagrożenia związane z TiO2 nano?

A. Degradacja przechowywania w czasie, obawy dotyczące toksyczności nanocząstek, zmienność jakości na wczesnym etapie komercjalizacji.

poznaj więcej procesów druku 3D