Tio2 ແມ່ນຫຍັງ?

TiO2, ມັກຫຍໍ້ມາຈາກTitanium dioxide, ເປັນສານປະສົມອະເນກປະສົງທີ່ມີລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ. ສານນີ້, ປະກອບດ້ວຍອະຕອມຂອງ titanium ແລະອົກຊີເຈນ, ມີຄວາມສໍາຄັນເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກແລະການນໍາໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ. ໃນ​ການ​ສໍາ​ຫຼວດ​ທີ່​ສົມ​ບູນ​ແບບ​ນີ້​, ພວກ​ເຮົາ​ຈະ​ເຈາະ​ເລິກ​ເຂົ້າ​ໄປ​ໃນ​ໂຄງ​ສ້າງ​, ຄຸນ​ສົມ​ບັດ​, ວິ​ທີ​ການ​ຜະ​ລິດ​, ການ​ນໍາ​ໃຊ້​, ການ​ພິ​ຈາ​ລະ​ນາ​ສິ່ງ​ແວດ​ລ້ອມ​, ແລະ​ຄວາມ​ສົດ​ໃສ​ດ້ານ​ໃນ​ອະ​ນາ​ຄົດ​ຂອງ titanium dioxide​.

ໂຄງສ້າງ ແລະອົງປະກອບ

Titanium dioxide ມີສູດເຄມີທີ່ງ່າຍດາຍ: TiO2. ໂຄງສ້າງໂມເລກຸນຂອງມັນປະກອບດ້ວຍປະລໍາມະນູ titanium ອັນຫນຶ່ງທີ່ຜູກມັດດ້ວຍສອງອະຕອມອົກຊີ, ປະກອບເປັນເສັ້ນດ່າງທີ່ຫມັ້ນຄົງ. ທາດປະສົມດັ່ງກ່າວມີຢູ່ໃນຫຼາຍ polymorphs, ດ້ວຍຮູບແບບທົ່ວໄປທີ່ສຸດແມ່ນ rutile, anatase, ແລະ brookite. polymorphs ເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ນໍາໄປສູ່ການປ່ຽນແປງໃນຄຸນສົມບັດແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງພວກມັນ.

Rutile ແມ່ນຮູບແບບທີ່ຄົງທີ່ຂອງ titanium dioxide ທີ່ທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນທີ່ສຸດແລະຖືກສະແດງໂດຍດັດຊະນີສະທ້ອນແສງແລະຄວາມໂປ່ງໃສສູງຂອງມັນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, Anatase ແມ່ນ metastable ແຕ່ມີກິດຈະກໍາ photocatalytic ສູງກວ່າເມື່ອທຽບກັບ rutile. Brookite, ເຖິງແມ່ນວ່າມີຫນ້ອຍ, ມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນກັບທັງ rutile ແລະ anatase.

ຄຸນສົມບັດ

Titanium dioxide ມີຄຸນສົມບັດທີ່ໂດດເດັ່ນຫຼາຍຢ່າງທີ່ເຮັດໃຫ້ມັນຂາດບໍ່ໄດ້ໃນອຸດສາຫະກໍາຈໍານວນຫລາຍ:

1. ຄວາມຂາວ: Titanium dioxide ແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບຄວາມຂາວພິເສດຂອງມັນ, ເຊິ່ງມາຈາກດັດຊະນີສະທ້ອນແສງສູງ. ຄຸນສົມບັດນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດກະແຈກກະຈາຍແສງສະຫວ່າງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ເຮັດໃຫ້ມີສີຂາວສົດໃສ.
2. Opacity: ຄວາມມືດຂອງມັນເກີດຈາກຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມ ແລະກະແຈກກະຈາຍແສງສະຫວ່າງຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ຄຸນສົມບັດນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ມັກສໍາລັບການແບ່ງປັນຄວາມໂປ່ງໃສ ແລະການຄຸ້ມຄອງໃນສີ, ການເຄືອບ, ແລະພາດສະຕິກ.
3. ການດູດຊຶມ UV: Titanium dioxide ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດປ້ອງກັນ UV ທີ່ດີເລີດ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນສ່ວນປະກອບສໍາຄັນໃນ sunscreens ແລະເຄືອບຕ້ານ UV. ມັນດູດຊຶມລັງສີ UV ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ປົກປ້ອງວັດສະດຸທີ່ຕິດພັນຈາກການເຊື່ອມໂຊມ ແລະ ຄວາມເສຍຫາຍທີ່ເກີດຈາກ UV.
4. ສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີ: TiO2 ແມ່ນ inert ທາງເຄມີແລະທົນທານຕໍ່ກັບສານເຄມີສ່ວນໃຫຍ່, ອາຊິດ, ແລະເປັນດ່າງ. ຄວາມຫມັ້ນຄົງນີ້ຮັບປະກັນຄວາມທົນທານແລະຄວາມທົນທານຂອງມັນໃນການນໍາໃຊ້ຕ່າງໆ.
5. ກິດຈະກໍາ Photocatalytic: ບາງຮູບແບບຂອງ titanium dioxide, ໂດຍສະເພາະ anatase, ສະແດງໃຫ້ເຫັນກິດຈະກໍາ photocatalytic ເມື່ອຖືກແສງ ultraviolet (UV). ຊັບສິນນີ້ແມ່ນໃຊ້ໃນການແກ້ໄຂສິ່ງແວດລ້ອມ, ການກັ່ນຕອງນ້ໍາ, ແລະການເຄືອບທໍາຄວາມສະອາດຕົນເອງ.

ວິທີການຜະລິດ

ການຜະລິດ titanium dioxide ປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍສອງວິທີການຕົ້ນຕໍ: ຂະບວນການ sulfate ແລະຂະບວນການ chloride.

1. ຂະບວນການຊູນເຟດ: ວິທີການນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແຮ່ທີ່ມີ titanium, ເຊັ່ນ ilmenite ຫຼື rutile, ເຂົ້າໄປໃນເມັດສີ titanium dioxide. ແຮ່ໄດ້ຖືກປະຕິບັດຄັ້ງທໍາອິດດ້ວຍອາຊິດຊູນຟູຣິກເພື່ອຜະລິດການແກ້ໄຂ titanium sulfate, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນຖືກ hydrolyzed ເພື່ອສ້າງເປັນ hydrated titanium dioxide precipitate. ຫຼັງຈາກ calcination, precipitate ໄດ້ຖືກປ່ຽນເປັນເມັດສີສຸດທ້າຍ.
2. ຂະບວນການ Chloride: ໃນຂະບວນການນີ້, titanium tetrachloride (TiCl4) ຖືກປະຕິກິລິຍາກັບອົກຊີເຈນຫຼືໄອນ້ໍາໃນອຸນຫະພູມສູງເພື່ອສ້າງເປັນອະນຸພາກ titanium dioxide. ເມັດສີທີ່ເປັນຜົນມາຈາກປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນບໍລິສຸດກວ່າແລະມີຄຸນສົມບັດ optical ທີ່ດີກວ່າເມື່ອທຽບກັບ titanium dioxide ທີ່ມາຈາກຂະບວນການ sulfate.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ

Titanium dioxide ຊອກຫາຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ຫຼາກຫຼາຍຂອງມັນ:

1. ສີແລະການເຄືອບ: Titanium dioxide ເປັນເມັດສີຂາວທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນສີ, ການເຄືອບ, ແລະສໍາເລັດຮູບສະຖາປັດຕະເນື່ອງຈາກຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ຄວາມສະຫວ່າງ, ແລະຄວາມທົນທານຂອງມັນ.
2. ພາດສະຕິກ: ມັນຖືກລວມເຂົ້າໃນຜະລິດຕະພັນພາດສະຕິກຕ່າງໆ, ລວມທັງ PVC, polyethylene, ແລະ polypropylene, ເພື່ອເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ທົນທານຕໍ່ UV, ແລະຄວາມຂາວ.
3. ເຄື່ອງສໍາອາງ: TiO2 ເປັນສ່ວນປະກອບທົ່ວໄປໃນເຄື່ອງສໍາອາງ, ຜະລິດຕະພັນດູແລຜິວຫນັງ, ແລະສູດຂອງ sunscreen ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດສະກັດກັ້ນ UV ແລະທໍາມະຊາດທີ່ບໍ່ມີສານພິດ.
4. ອາຫານ ແລະຢາ: ມັນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນເມັດສີຂາວ ແລະສານສະກັດໃນຜະລິດຕະພັນອາຫານ, ຢາເມັດ, ແລະແຄບຊູນ. titanium dioxide ຊັ້ນອາຫານແມ່ນໄດ້ຮັບການອະນຸມັດສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນຫຼາຍປະເທດ, ເຖິງແມ່ນວ່າມີຄວາມກັງວົນກ່ຽວກັບຄວາມປອດໄພແລະຄວາມສ່ຽງດ້ານສຸຂະພາບທີ່ອາດຈະເກີດຂຶ້ນ.
5. Photocatalysis: ບາງຮູບແບບຂອງ titanium dioxide ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການນໍາໃຊ້ photocatalytic, ເຊັ່ນ: ການເຮັດຄວາມສະອາດທາງອາກາດແລະນ້ໍາ, ພື້ນຜິວທີ່ທໍາຄວາມສະອາດຕົນເອງ, ແລະການເຊື່ອມໂຊມຂອງມົນລະພິດ.
6. Ceramics: ມັນຖືກຈ້າງໃນການຜະລິດແກ້ວເຊລາມິກ, ກະເບື້ອງ, ແລະ porcelain ເພື່ອເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນແລະສີຂາວ.

ການພິຈາລະນາດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ

ໃນຂະນະທີ່ titanium dioxide ໃຫ້ຜົນປະໂຫຍດຈໍານວນຫລາຍ, ການຜະລິດແລະການນໍາໃຊ້ຂອງມັນເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກັງວົນຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ:

1. ການບໍລິໂພກພະລັງງານ: ການຜະລິດຂອງ titanium dioxide ປົກກະຕິແລ້ວຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸນຫະພູມສູງແລະພະລັງງານທີ່ສໍາຄັນ, ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການປ່ອຍອາຍພິດເຮືອນແກ້ວແລະຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ.
2. ການຜະລິດສິ່ງເສດເຫຼືອ: ທັງສອງຂະບວນການ sulfate ແລະ chloride ຜະລິດຜົນກໍາໄລແລະສາຍນ້ໍາຂອງເສຍ, ເຊິ່ງອາດຈະປະກອບດ້ວຍ impurities ແລະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການກໍາຈັດຫຼືການປິ່ນປົວທີ່ເຫມາະສົມເພື່ອປ້ອງກັນການປົນເປື້ອນສິ່ງແວດລ້ອມ.
3. ອະນຸພາກ nanoparticles: ອະນຸພາກ nanoscale titanium dioxide, ມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ໃນ sunscreen ແລະສູດເຄື່ອງສໍາອາງ, ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກັງວົນກ່ຽວກັບຄວາມເປັນພິດທີ່ອາດມີແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ. ການສຶກສາແນະນໍາວ່າອະນຸພາກ nanoparticles ເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະສ້າງຄວາມສ່ຽງຕໍ່ລະບົບນິເວດນ້ໍາແລະສຸຂະພາບຂອງມະນຸດຖ້າຫາກວ່າປ່ອຍອອກສູ່ສະພາບແວດລ້ອມ.
4. Regulatory Oversight: ໜ່ວຍງານຄວບຄຸມທົ່ວໂລກ ເຊັ່ນ: ອົງການປົກປ້ອງສິ່ງແວດລ້ອມຂອງສະຫະລັດ (EPA) ແລະ ອົງການເຄມີຂອງເອີຣົບ (ECHA), ຕິດຕາມການຜະລິດ, ການນຳໃຊ້ ແລະຄວາມປອດໄພຂອງ titanium dioxide ຢ່າງໃກ້ຊິດ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນ ແລະຮັບປະກັນການປະຕິບັດຕາມກົດລະບຽບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະສຸຂະພາບ. .

ຄວາມສົດໃສດ້ານໃນອະນາຄົດ

ຍ້ອນວ່າສັງຄົມສືບຕໍ່ໃຫ້ຄວາມສຳຄັນຕໍ່ຄວາມຍືນຍົງ ແລະ ການຮັກສາສິ່ງແວດລ້ອມ, ອະນາຄົດຂອງ titanium dioxide ມີຄວາມໝາຍເຖິງນະວັດຕະກໍາ ແລະ ຄວາມກ້າວໜ້າທາງເທັກໂນໂລຍີ:

1. ຂະບວນການຜະລິດສີຂຽວ: ຄວາມພະຍາຍາມຄົ້ນຄ້ວາສຸມໃສ່ການພັດທະນາວິທີການຜະລິດແບບຍືນຍົງແລະປະສິດທິພາບພະລັງງານຫຼາຍສໍາລັບ titanium dioxide, ເຊັ່ນ: ຂະບວນການ photocatalytic ແລະ electrochemical.
2. ວັດສະດຸ nanostructured: ຄວາມກ້າວຫນ້າໃນ nanotechnology ຊ່ວຍໃຫ້ການອອກແບບແລະການສັງເຄາະວັດສະດຸ titanium dioxide nanostructured ທີ່ມີຄຸນສົມບັດປັບປຸງສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, catalysis, ແລະວິສະວະກໍາຊີວະການແພດ.
3. ທາງເລືອກທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍໄດ້ທາງຊີວະພາບ: ການພັດທະນາທາງເລືອກທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍໄດ້ທາງຊີວະພາບ ແລະ ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມຕໍ່ກັບເມັດສີ titanium dioxide ທຳມະດາແມ່ນກຳລັງດຳເນີນຢູ່, ເພື່ອແນໃສ່ຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ແກ້ໄຂຄວາມກັງວົນກ່ຽວກັບຄວາມເປັນພິດຂອງອະນຸພາກນາໂນ.
4. ຂໍ້ລິເລີ່ມເສດຖະກິດວົງ: ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດຫຼັກການເສດຖະກິດວົງວຽນ, ລວມທັງການນໍາມາໃຊ້ຄືນແລະການປະເມີນມູນຄ່າຂອງສິ່ງເສດເຫຼືອ, ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການຂາດແຄນຊັບພະຍາກອນແລະຫຼຸດຜ່ອນຮ່ອງຮອຍສິ່ງແວດລ້ອມຂອງການຜະລິດແລະການນໍາໃຊ້ titanium dioxide.
5. ການປະຕິບັດຕາມກົດລະບຽບແລະຄວາມປອດໄພ: ການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກ່ຽວກັບຜົນກະທົບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມແລະສຸຂະພາບຂອງ titanium dioxide nanoparticles, ບວກໃສ່ກັບການຄວບຄຸມການຄວບຄຸມທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອຮັບປະກັນການນໍາໃຊ້ທີ່ປອດໄພແລະມີຄວາມຮັບຜິດຊອບໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ.

ສະຫລຸບລວມແລ້ວ, titanium dioxide ຢືນເປັນສານປະກອບຫຼາຍຮູບຫຼາຍແບບທີ່ມີການນໍາໃຊ້ຫຼາຍແລະຜົນສະທ້ອນ. ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງຕົນ, ຄຽງຄູ່ກັບການຄົ້ນຄວ້າແລະນະວັດຕະກໍາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ສັນຍາວ່າຈະສ້າງບົດບາດຂອງຕົນໃນອຸດສາຫະກໍາທີ່ຫຼາກຫຼາຍໃນຂະນະທີ່ແກ້ໄຂບັນຫາສິ່ງແວດລ້ອມແລະສົ່ງເສີມການປະຕິບັດແບບຍືນຍົງສໍາລັບອະນາຄົດ.