鈦白粉在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也逐漸嶄露頭角,展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價(jià)值。在藥物載體方面,鈦白粉納米顆??梢宰鳛樗幬锏妮d體。其具有良好的生物相容性,能夠負(fù)載藥物并將藥物地運(yùn)輸?shù)讲∽儾课?。通過(guò)對(duì)鈦白粉納米顆粒進(jìn)行表面修飾,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的控制釋放,延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的作用時(shí)間,提高藥物的療效。在生物成像方面,鈦白粉因其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),可用于生物熒光成像。通過(guò)對(duì)鈦白粉進(jìn)行特殊處理,使其能夠在特定波長(zhǎng)的光激發(fā)下發(fā)出熒光,從而標(biāo)記生物分子或細(xì)胞,幫助醫(yī)生更清晰地觀察生物體內(nèi)的生理和病理過(guò)程,為疾病的診斷和提供有力支持。此外,在牙科材料中,鈦白粉可以改善材料的機(jī)械性能和美觀性,應(yīng)用于假牙、補(bǔ)牙材料等,提升牙科的效果和患者的滿意度。鈦白粉在塑料加工中,助力塑料制品獲得出色的白度和穩(wěn)定性。WT-871鈦白粉公司
通過(guò)陽(yáng)極氧化在鈦合金植入體表面生成TiO?納米管陣列(直徑80-120nm),可增強(qiáng)骨整合:①微納結(jié)構(gòu)促進(jìn)成骨細(xì)胞黏附,堿性磷酸酶活性提高3倍;②負(fù)載萬(wàn)古霉素的TiO?納米管緩釋周期達(dá)28天,有效抑制術(shù)后。研究采用原子層沉積(ALD)在TiO?表面修飾羥基磷灰石(HA),使植入體與骨組織的剪切強(qiáng)度從15MPa提升至42MPa。此外,紫外光的TiO?涂層可產(chǎn)生活性氧(ROS),殺滅金黃葡萄球菌(殺菌率99.7%),降低翻修手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)并減少術(shù)后。同時(shí),羥基磷灰石的修飾進(jìn)一步增強(qiáng)了植入體的生物相容性和骨結(jié)合能力,促進(jìn)了骨組織的再生和修復(fù)。這種多功能的表面處理技術(shù)不僅提高了鈦合金植入體的性能,還為骨科手術(shù)的成功提供了有力的支持,為患者的康復(fù)帶來(lái)了更好的前景。浙江背光源鈦白粉咨詢光催化降解農(nóng)藥殘留研究取得積極進(jìn)展。
納米TiO?(粒徑<100 nm)的大規(guī)模應(yīng)用引發(fā)環(huán)境歸趨擔(dān)憂。研究表明,污水處理廠能截留60%-70%的納米TiO?,余部進(jìn)入水體后可能抑制藻類光合作用(EC??為10 mg/L)。在土壤中,其與腐殖酸結(jié)合可降低植物毒性,但長(zhǎng)期積累可能改變微生物群落結(jié)構(gòu)。2020年,Nature子刊報(bào)道納米TiO?可通過(guò)食物鏈在斑馬魚(yú)肝臟中富集,誘導(dǎo)氧化應(yīng)激。目前,OECD建議采用生命周期評(píng)估(LCA)量化其環(huán)境足跡,并通過(guò)表面修飾(如羧基化)提升生物相容性。
工業(yè)上主要通過(guò)硫酸法和氯化法生產(chǎn)TiO?。硫酸法以鈦鐵礦(FeTiO?)為原料,經(jīng)酸解、水解、煅燒等步驟制得,工藝簡(jiǎn)單但污染大(每噸產(chǎn)品產(chǎn)生8噸廢酸);氯化法則以金紅石礦或高鈦渣為原料,通過(guò)氯氣氧化生成TiCl?,再高溫氧化為TiO?,產(chǎn)品純度高(≥99.5%),但設(shè)備需耐腐蝕(如哈氏合金)。中國(guó)硫酸法占比約70%,而歐美以氯化法為主,環(huán)保壓力正推動(dòng)行業(yè)向綠工藝轉(zhuǎn)型。硫酸法工藝因其原料鈦鐵礦豐富,成本相對(duì)較低,被應(yīng)用于中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家。然而,其產(chǎn)生的廢酸量大,處理難度大,對(duì)環(huán)境造成了不小的壓力。近年來(lái),隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的嚴(yán)格,硫酸法TiO?生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保成本不斷上升,促使企業(yè)開(kāi)始探索綠色生產(chǎn)工藝。氯化法雖然設(shè)備投資大,對(duì)原料要求高,但產(chǎn)品純度高,附加值高,且廢物排放量相對(duì)較少,更符合綠色生產(chǎn)的理念。因此,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用氯化法生產(chǎn)TiO?。在環(huán)保政策的推動(dòng)下,中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家也開(kāi)始逐步推廣氯化法工藝,以提高TiO?生產(chǎn)的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。良好的鈦白粉粒徑均勻,分散性好,能讓產(chǎn)品色澤更穩(wěn)定持久。
在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSCs)中,TiO?電子傳輸層(ETL)對(duì)效率提升至關(guān)重要。其介孔結(jié)構(gòu)(孔徑20-50 nm)可提高鈣鈦礦結(jié)晶度,減少界面缺陷。2022年,韓國(guó)UNIST團(tuán)隊(duì)通過(guò)原子層沉積(ALD)制備超薄TiO?(<10 nm),使電池效率突破25.7%。在鋰硫電池中,TiO?中空微球作為硫宿主材料,通過(guò)化學(xué)吸附抑制"穿梭效應(yīng)",使循環(huán)壽命從100次延長(zhǎng)至500次以上。此外,光解水制氫系統(tǒng)中,TiO?與MoS?構(gòu)建的Z型異質(zhì)結(jié)可將產(chǎn)氫速率提升至12.6 mmol·g?1·h?1。工業(yè)級(jí)鈦白粉為建筑材料增添色彩,增強(qiáng)其耐候性與耐久性。2400鈦白粉目前售價(jià)
鈦白粉的分散技術(shù)進(jìn)步,提高了它在各類基體中的均勻性。WT-871鈦白粉公司
在鈦合金發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、排氣系統(tǒng)表面噴涂TiO?基熱障涂層(TBCs),可降低熱導(dǎo)率(1.2W/m·K)并提升耐腐蝕性:①等離子噴涂制備的8YSZ/TiO?復(fù)合涂層,在800℃下抗氧化壽命延長(zhǎng)至3000小時(shí);②微弧氧化生成的TiO?陶瓷層硬度達(dá)1200HV,摩擦系數(shù)降低60%。同時(shí),車用塑料中添加金紅石型鈦白粉(含量2-5%),通過(guò)紫外屏蔽效應(yīng)(UVA透過(guò)率<5%)延緩PP/ABS基材老化,使保險(xiǎn)杠耐候性從5年提升至10年此外,TiO?基熱障涂層還具備出色的附著力和熱震穩(wěn)定性,確保在極端溫度變化和機(jī)械應(yīng)力下涂層不脫落、不開(kāi)裂。對(duì)于8YSZ/TiO?復(fù)合涂層,其優(yōu)異的抗氧化性能使得發(fā)動(dòng)機(jī)連桿和排氣系統(tǒng)在高溫環(huán)境下能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,減少了維修和更換的頻率,從而降低了使用成本。而微弧氧化生成的TiO?陶瓷層,不僅硬度高,還具有良好的耐磨性和自潤(rùn)滑性,進(jìn)一步提升了發(fā)動(dòng)機(jī)部件的使用壽命和性能。在車用塑料領(lǐng)域,金紅石型鈦白粉的添加不僅增強(qiáng)了材料的抗紫外老化能力,還賦予了塑料制品更佳的色澤和光澤度,提升了整車的外觀品質(zhì)。WT-871鈦白粉公司