Vue d'ensemble TiO2 Nano poudre
La nano-poudre de TiO2 est une fine poudre blanche composée de nanoparticules de TiO2, un oxyde naturel de l'élément titane. Les nanoparticules ont un diamètre inférieur à 100 nanomètres, ce qui leur permet de présenter des propriétés uniques.
La nanopoudre de TiO2 est devenue un matériau important dans diverses industries en raison de ses propriétés optiques, électroniques et catalytiques exceptionnelles qui dépendent étroitement de sa taille, de sa morphologie et de sa surface. Elle présente une luminosité et une réflectivité élevées, une bonne absorption de la lumière UV, un transfert de charge efficace et une activité photocatalytique, un indice de réfraction élevé, etc.
Les sections suivantes abordent les différents aspects de la nano-poudre de TiO2, notamment sa composition, ses différentes formes structurelles, ses principales caractéristiques, ses applications dans les différentes industries, les spécifications et les qualités disponibles, le paysage des fournisseurs et les avantages et inconvénients.
Composition et structures des nanopoudres de TiO2
La nanopoudre de TiO2 peut exister sous différentes formes structurelles dont les propriétés et les applications varient :
Structures des nanopoudres de TiO2
| Structure | Description |
|---|---|
| Anatase | Structure cristalline métastable et tétragonale |
| Rutile | Structure tétragonale thermodynamiquement stable |
| Brookite | Structure orthorhombique rarement utilisée dans le commerce |
| TiO2 (B) | Structure monoclinique |
Les formes anatase et rutile du nano TiO2 sont les plus couramment utilisées dans le commerce. Les fabricants utilisent des procédés tels que l'hydrolyse, le sol-gel, la pyrolyse en phase vapeur, la pyrolyse par pulvérisation à la flamme et la synthèse par plasma pour produire de la poudre de nano TiO2 sous la forme souhaitée.
Principales caractéristiques des nanoparticules de TiO2
Parmi les attributs et caractéristiques importants des nanoparticules de TiO2 qui permettent leur utilisation variée dans de nombreuses applications, on peut citer
Caractéristiques des nanoparticules de TiO2
| Caractéristique | Détails |
|---|---|
| Taille des particules | 10-100 nm |
| Contrôle de la structure cristalline | Polymorphes d'anatase, de rutile ou de brookite |
| Surface | 50-400 m2/g |
| Indice de réfraction | 2.6-2.9 |
| Luminosité/blanchesse | Plus élevé parmi les pigments blancs (>90%) |
| Intensité de la teinte | Plus élevé que les pigments conventionnels |
| Absorption des UV | Absorption élevée et à large bande dans la région UV |
| Photoactivité | La forme anatase présente une excellente photocatalyse sous irradiation UV |
| Stabilité | Chimiquement et thermiquement stable, insoluble dans l'eau |
| Toxicité | Considéré comme biologiquement inerte |
La taille ultrafine permet de maximiser la surface et d'améliorer la fonctionnalité par unité de volume, ce qui permet à de petites quantités d'offrir une forte opacité, une réactivité catalytique élevée, etc. Le contrôle de la taille, de la forme et de la porosité est essentiel pour adapter les performances optiques, la structure électronique ou les propriétés de surface.
Applications de TiO2 Nano poudre
Parmi les principaux domaines d'application tirant parti des propriétés optiques, électroniques et chimiques polyvalentes des nanoparticules de TiO2 figurent les suivants :
Pigments et colorants
- Peintures et revêtements: Pigment blanc pour une opacité et une durabilité élevées
- Plastiques: Brillance, opacité et résistance aux UV
- Papier: Charge minérale pour la blancheur, la douceur et l'opacité
- Cosmétiques: Crèmes de protection UV, maquillage, écrans solaires
- Colorant alimentaire: Additif synthétique blanchissant et éclaircissant
Catalyseurs et filtres
- Désodorisation et purification de l'air: Éliminer les composés organiques volatils
- Traitement de l'eau: Photocatalyse des contaminants organiques
- Photovoltaïque: Collecte efficace des porteurs de charge
- Membranes céramiques: Microfiltration et anti-biofouling
Stockage de l'énergie
- Batteries au lithium-ion: Puissance et stabilité élevées
- Cellules solaires à colorant: Photoanode pour la génération d'excitons
- Dispositifs électrochromes: Transmission optique réversible
Dispositifs biomédicaux
- Biocapteurs: Immobilisation d'enzymes pour la détection de biomarqueurs
- Implants osseux: Surface bioactive pour l'ostéointégration
- Pansements: Activité antimicrobienne
Consommation de nanomatériaux de TiO2 dans l'industrie
| L'industrie | Estimation de l'utilisation |
|---|---|
| Peintures et revêtements | 50% |
| Plastiques | 20% |
| Papier | 15% |
| Cosmétiques et soins personnels | 5% |
| Catalyseurs | 3% |
| Céramique | 2% |
| Autres | 5% |
Les applications avancées dans des domaines émergents tels que l'électronique, l'énergie et la biomédecine sont à l'origine d'une forte demande commerciale, tandis que les peintures, les plastiques et le papier représentent des marchés matures.
Spécifications de TiO2 Nano poudre Produits
La nanopoudre de TiO2 est disponible dans le commerce en différentes qualités, adaptées aux exigences de l'application :
Spécifications de TiO2 Nanopower
| Paramètres | Gamme typique |
|---|---|
| La pureté | >99,5% |
| Taille des particules | 10-25 nm, 10-30 nm, 10-50 nm |
| Structure cristalline | Anatase, rutile, phase mixte |
| Morphologie | Sphérique, à facettes, tige, cube, feuille, fleur |
| Surface | 200-400 m2/g |
| Densité apparente | 0,15-0,3 g/cc |
| Densité réelle | 3,9 g/cc |
| Indice de réfraction | 2.6-2.9 |
| Absorption de l'huile | 95-130 cm3/100g |
| Valeur du pH | 5-7 |
| Blancheur | >92% |
| Début de l'absorption | <390 nm |
Variantes de taille des nanopoudres de TiO2
| Grade | Taille des particules |
|---|---|
| 1 | ~10 nm |
| 2 | ~20 nm |
| 3 | ~30 nm |
| 4 | ~ 50 nm |
| 5 | ~100 nm |
Le nano TiO2 anatase est préféré pour les applications catalytiques, tandis que le rutile est principalement utilisé pour les pigments. Les particules de petite taille permettent une absorption plus profonde des UV, mais réduisent la durée de conservation. Les morphologies à facettes offrent une activité photocatalytique plus élevée que les formes sphériques.
Fournisseurs de nanomatériaux TiO2
Parmi les principaux fabricants et fournisseurs mondiaux de nanopoudres de TiO2, on peut citer
Principaux fabricants de nanopoudres de TiO2
| Entreprise | Localisation |
|---|---|
| Sigma Aldrich | ÉTATS-UNIS |
| Matériaux nanostructurés et amorphes | ÉTATS-UNIS |
| Recherche américaine Nanomatériaux | ÉTATS-UNIS |
| SkySpring Nanomatériaux | ÉTATS-UNIS |
| Nanoshel | ÉTATS-UNIS |
| Éléments américains | ÉTATS-UNIS |
| Hongwu International | Chine |
| NaBond Technologies | Chine |
| Matériaux intelligents | Chine |
| IoLiTec | Allemagne |
| Meliorum Technologies | Ukraine |
| Tronox Limited | Mondial |
| Société Tayca | Japon |
| Ishihara Sangyo Kaisha | Japon |
Les prix varient considérablement, de $10/g pour les quantités de recherche en laboratoire à $50/kg pour les volumes commerciaux en vrac, en fonction de la pureté du produit, de la distribution des tailles, de la fonctionnalisation de la surface, etc.
Avantages et inconvénients des nanoparticules de TiO2
Avantages des nanoparticules de TiO2:
- Performance plus élevée à un dosage plus faible que les formes pigmentaires
- Applications multifonctionnelles avancées dans des domaines émergents
- Stable, non toxique, biologiquement inerte
- Production rentable de rutile minéral
Limites des nanoparticules de TiO2:
- Expérience limitée de la fabrication à grande échelle
- Préoccupations concernant la libération de nanoparticules dans l'environnement
- Stockage en atmosphère inerte nécessaire
- L'anatase se transforme en rutile photocatalytiquement inerte à >700°C
Alors que la sécurité, la stabilité et la durabilité doivent être assurées, le contrôle étroit de la nanostructure du TiO2 ouvre des possibilités pour les revêtements optiques intelligents, les capteurs, la collecte d'énergie, l'intégration de micro-appareils, etc.
FAQ
Q. De quoi est constituée la nanopoudre de TiO2 ?
A. La nanopoudre de TiO2 comprend des particules d'une taille inférieure à 100 nm contenant du dioxyde de titane d'une pureté d'au moins 99,5% et des traces de dopants dans certaines qualités.
Q. Comment la nanopoudre de TiO2 est-elle produite commercialement ?
A. Les méthodes de fabrication comprennent l'hydrolyse, la synthèse sol-gel, la pyrolyse par pulvérisation à la flamme, la synthèse par plasma et les réactions en phase gazeuse ou liquide.
Q. Quelles sont les différentes qualités de TiO2 nano disponibles ?
A. Les qualités commerciales sont classées en fonction de la taille des particules, de la phase cristalline (anatase, rutile), de la morphologie (sphérique, cube, fleur, feuille) et du revêtement de surface.
Q. Est-ce que Poudre nanométrique de TiO2 doivent-ils faire l'objet de précautions particulières en matière de manipulation ?
A. Stockage inerte évitant l'oxygène/l'humidité, utilisation d'EPI lors de la manipulation, prévention des rejets dans l'environnement. Aucun problème de toxicité.
Q. Quels sont les inconvénients ou les risques potentiels liés à TiO2 nano ?
A. Dégradation du stockage au fil du temps, problèmes de toxicité des nanoparticules, variabilité de la qualité au début de la commercialisation.
