二氧化钛
[CAS# 13463-67-7]

基本信息

• 产品分类: 无机化工 >> 无机盐 >> 稀土金属、钇或钪的氧化物
• 英文名: Titanium dioxide
• 别名: Titanium (IV) dioxide; Titania
• 产品名称: 二氧化钛
• 分子式: TiO₂
• 分子量: 79.87
• CAS 登录号: 13463-67-7
• EC 号码: 236-675-5
• 分子行输入简码SMILES: O=[Ti]=O

物理化学性质

• 密度: 4.26 g/mL (实验值)
• 熔点: 1855 ºc (实验值)
• 沸点: 2500 - 3000 ºc (实验值)
• 溶解度: 不溶 (实验值)

安全数据

• 危险品标志: GHS08 Warning
• 危害标签: H351
• 防护标签: P203-P280-P318-P405-P501

发现和应用

二氧化钛，化学式为 TiO₂，是一种天然存在的钛氧化物，也是世界上使用最广泛的白色颜料之一。它有几种晶体形态，其中最常见的是金红石和锐钛矿，这两种晶体由于其稳定性、亮度和高折射率，在工业应用中具有重要意义。第三种不太常见的形态——板钛矿，通常不用于商业用途。

这种化合物最早发现于18世纪后期。1791年，英国矿物学家威廉^.格雷戈尔在康沃尔郡发现了钛铁矿（一种主要的钛矿来源），并注意到其中存在一种新的氧化物。后来，在1821年，德国化学家海因里希^.克拉普罗特独立地从金红石中分离出了二氧化钛。在整个19世纪和20世纪初，二氧化钛在很大程度上一直只是一种矿物学上的奇观，直到人们意识到它作为颜料的商业潜力。

二氧化钛在20世纪初开始大规模工业应用，当时它被用作有毒铅基白色颜料的优质替代品。商业生产方法包括硫酸法（使用钛铁矿和硫酸）和氯化法（将含钛矿石与氯气反应，然后氧化四氯化钛）。这两种方法都能生产出具有理想颜料性能的高纯度TiO₂。

二氧化钛最重要的应用之一是生产用于油漆、涂料、塑料、油墨和纸张的白色颜料。由于其高折射率和对可见光的强散射，即使在低浓度下，TiO₂也能赋予材料白度和不透明度。尤其是金红石型，由于其优异的抗紫外线和耐候稳定性，是户外应用的首选。

在防晒霜和化妆品领域，二氧化钛被用作物理紫外线过滤剂。它可以反射和散射紫外线，保护皮肤免受有害的阳光照射。与化学吸收剂不同，它能停留在皮肤表面，在阳光下不会显著降解。在化妆品领域，TiO₂ 颗粒通常被研磨至纳米级，以降低美白效果，同时保持紫外线防护。

二氧化钛在光催化领域也发挥着重要作用。锐钛矿形式的 TiO₂ 在紫外线下可充当光催化剂，产生活性氧，分解有机污染物。这一特性使其被用于自清洁表面、空气和水净化系统以及抗菌涂层。光催化 TiO₂ 涂层已应用于玻璃、陶瓷和建筑材料，用于污染控制和卫生处理。

在食品工业中，TiO₂ 被用作着色剂，在欧盟被指定为 E171。它能为糖果、口香糖和烘焙食品等产品提供白度和亮度。然而，近年来，摄入二氧化钛（TiO₂）的安全性已被重新评估。由于担心纳米颗粒形式在体内的潜在积累和毒性，监管机构进行了审查。因此，欧洲食品安全局 (EFSA) 于 2021 年宣布二氧化钛不再被视为安全的食品添加剂，导致其在欧盟被禁止使用。其他地区则维持了批准，同时继续审查新出现的数据。

二氧化钛通常被认为在外用时具有生物惰性且无毒，例如用于涂料和防晒霜。然而，由于存在呼吸系统影响的风险，职业性接触空气中的二氧化钛粉尘（尤其是超细颗粒）受到监管。工作场所安全标准建议在处理和加工过程中使用个人防护设备并采取防尘措施。

在材料科学领域，二氧化钛（TiO₂）用于陶瓷、玻璃涂层、电容器中的介电层，以及作为钛金属生产的前体。其高介电常数和耐腐蚀性使其适用于电子和光学应用。

总而言之，二氧化钛是一种用途广泛且必不可少的化合物，广泛应用于颜料、化妆品、光催化和先进材料等多个行业。其独特的光学和化学特性使其在一个多世纪以来一直不可或缺，并且持续的研究仍在不断扩展其功能，并解决与其使用相关的安全和环境问题。

参考文献

2025. Selective activation of dioxygen to singlet oxygen over La-Si co-doped TiO2 microspheres for photocatalytic degradation of formaldehyde. Journal of Environmental Sciences (China).
DOI: 10.1016/j.jes.2024.04.012

2025. A novel g-C3N4/TiO2 heterojunction for ultrasensitive detection of bisphenol A residues. Food Chemistry.
DOI: 10.1016/j.foodchem.2024.142123

2025. Inhibition of Salmonella typhimurium and Listeria monocytogenes in coconut juice by graphene-doped photocatalyst rGO/TiO2. Food Chemistry.
DOI: 10.1016/j.foodchem.2024.141103