二氧化鈦是一種多功能的無機化合物,在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中扮演著重要角色。作為目前最白的天然物質(zhì),它具有優(yōu)異的光散射性能(折射率2.4-2.7),這使得它成為涂料、塑料和紙張等領(lǐng)域不可或缺的白色顏料。特別是鈦白粉這種高純度二氧化鈦,能讓產(chǎn)品獲得極佳的遮蓋力和明亮度。
在防曬化妝品中,納米級二氧化鈦(粒徑20-50nm)因其優(yōu)異的紫外線散射能力而備受青睞。它能夠有效阻擋UVB(280-315nm)和部分UVA(315-400nm)輻射,且相比化學(xué)防曬劑更加溫和穩(wěn)定。值得注意的是,經(jīng)過表面處理的納米二氧化鈦幾乎不會滲透皮膚,安全性已得到廣泛驗證。
食品工業(yè)同樣離不開二氧化鈦,它作為食品添加劑E171主要用于糖果、口香糖等產(chǎn)品增白。不過近年來,歐洲食品安全局重新評估后建議逐步淘汰這一用途,主要考慮到納米顆粒可能的長期影響。相比之下,它在藥品包衣中的使用仍然普遍,能有效保護藥物活性成分。
環(huán)境治理領(lǐng)域正在開發(fā)二氧化鈦的光催化特性。在紫外線照射下,它能產(chǎn)生強氧化性的活性氧物種,可分解有機污染物(降解率可達(dá)90%以上)。這一特性被應(yīng)用于自清潔玻璃、空氣凈化系統(tǒng)以及污水處理等環(huán)保技術(shù)中。特別是摻雜氮元素的可見光響應(yīng)型二氧化鈦,大大拓展了其實際應(yīng)用場景。
新興的能源應(yīng)用也不容忽視。二氧化鈦作為染料敏化太陽能電池的核心材料(光電轉(zhuǎn)換效率約11%),因其成本低、穩(wěn)定性好而備受關(guān)注。同時它也是鋰離子電池負(fù)極材料的潛在候選,理論比容量高達(dá)335mAh/g,雖然實際應(yīng)用中還需解決導(dǎo)電性差等問題。