أنواع ثاني أكسيد التيتانيوم

• Mingpai
• 2024-06-14 17:21:08

ويوجد ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) في عدة أشكال بلورية، حيث أن الشكلين الأساسيين والأكثر أهمية من الناحية التجارية هما الروتيل والأناتاز. وهناك شكل ثالث، وهو البروكيت، يوجد أيضًا بشكل طبيعي ولكنه أقل شيوعًا في التطبيقات الصناعية نظرًا لخصائص أدائه المنخفضة مقارنة بالروتيل والأناتاز. فيما يلي نظرة فاحصة على كل نوع:

الروتيل: سمي على اسم المعدن الذي استُخرج منه لأول مرة، يتميز الروتيل TiO₂ الروتيل ببنية بلورية رباعية الزوايا. ويتميز بكثافته الأعلى، ومعامل انكسار أعلى (2.71 تقريباً)، وثبات حراري أفضل مقارنةً بالأناتاز. يتميز ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل بمقاومة فائقة للعوامل الجوية وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية والمتانة، مما يجعله الخيار المفضل للتطبيقات الخارجية مثل الدهانات عالية الأداء والطلاءات والبلاستيك التي تتطلب ثبات اللون على المدى الطويل ومقاومة البهتان.

أناتاز: يحتوي أناتاز TiO₂ على بنية بلورية رباعية الزوايا مشابهة للروتيل ولكن بمعامل انكسار أقل (2.55 تقريبًا). وهو معروف بخصائصه التحفيزية الضوئية الممتازة، مما يعني أنه يمكن أن يحلل الملوثات والمواد العضوية بشكل فعال عند تعرضه للضوء، مما يجعله مفيداً في الطلاءات ذاتية التنظيف وأنظمة تنقية الهواء وبعض التطبيقات المضادة للميكروبات. يُستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم الأناتاز أيضاً في الدهانات الداخلية وأحبار الطباعة وبعض المواد البلاستيكية التي تتطلب بياضاً عالياً وقابلية للتشتت.

البروكيت: بروكايت هو الشكل الأقل شيوعاً من ثاني أكسيد التيتانيوم في التطبيقات الصناعية. وهو يمتلك بنية بلورية أكثر تعقيداً من الروتيل أو الأناتاز، مع ثبات أقل وخصائص أقل فائدة للاستخدام التجاري. لا يتم تصنيع بروكيت TiO₂ عادةً للتطبيقات المتخصصة بسبب أدائه المتدني في مجالات مثل العتامة والثبات والتحفيز الضوئي مقارنةً بالأشكال الأخرى.

وبالإضافة إلى هذه الأشكال الطبيعية، هناك أيضًا أشكال مصممة هندسيًا أو معدلة من ثاني أكسيد التيتانيوم، والتي تم تصميمها لتعزيز خصائص محددة لتطبيقات مصممة خصيصًا. على سبيل المثال، تُظهر جسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم ذات الحجم النانوي خصائص فريدة من نوعها بسبب زيادة مساحة سطحها، والتي يمكن أن تزيد من تحسين نشاط التحفيز الضوئي أو قدرات الحماية من الأشعة فوق البنفسجية أو التفاعل مع مواد أخرى في التقنيات المتقدمة. ومع ذلك، فإن استخدام ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي يثير تساؤلات حول الآثار البيئية والصحية المحتملة التي تتطلب دراسة وتنظيم دقيقين.