Refleja la mayoría de la radiación electromagnética visible, por lo que es un muy buen pigmento blanco. Además absorbe la luz ultravioleta y es capaz de mantener su color a pesar de estar en exposición a la radiación solar.

Contenido

Tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria química en general.[6]​ Los pigmentos de dióxido de titanio se utilizan principalmente en la producción de pinturas y plásticos, así como en papel, tintas de impresión, cosméticos, productos textiles, farmacéuticos y alimentarios. El dióxido de titanio es el pigmento más habitualmente utilizado en el mundo, que proporciona a los productos finales una brillante blancura, opacidad y protección.[7]​ Así mismo, es empleado en las artes gráficas donde se precisan pequeños espesores de pigmentos, como de dióxido de titanio, muy finos. También se ha usado como agente blanqueador y opacador en esmaltes de porcelana, dando un acabado final de gran brillo, dureza y resistencia al ácido.

Investigadores de la Universidad tecnológica de Nanyang en Singapur informaron en octubre de 2014 que utilizando un gel de una mezcla de dióxido de titanio e hidróxido de sodio en el ánodo de una batería esta puede recargarse hasta un 70 % de su capacidad en solo 2 minutos y tener una vida útil de más de 20 años (10 000 ciclos de recarga), diez veces más que una batería de Li-ion existente (500 ciclos de recarga), dando así origen a baterías de carga ultrarrápida. Estos investigadores han hallado una manera de transformar la forma esférica del dióxido de titanio en diminutos nanotubos, que son mil veces más delgados que el diámetro de un cabello humano. Este nuevo gel se podrá integrar muy fácilmente a los actuales procesos de producción de los fabricantes de baterías con lo que su incorporación a la industria se verá muy favorecida.[8]​.

Plásticos: sus propiedades permiten minimizar la fragilidad, la decoloración y otros efectos adversos que genera la luz. Por lo que el dióxido permite extender la vida útil de una gran variedad de plásticos y cauchos.

Papel: se lo aplica cuando se requiere tener un papel más blanco, más opaco y brillante.

Cosméticos: permite ocultar imperfecciones de la piel y darle brillo para que luzca mejor.

Pinturas: la opacidad y su alto nivel de estabilidad permite una larga duración de la pintura o cualquier revestimiento. Reemplaza a cualquier otro pigmento blanco en el mercado por su capacidad de mantener el color.

Industria de alimentos y farmacéutica: usado ampliamente en esta industria porque al ser un material opaco que absorbe la radiación protege a productos que la luz pueda degradar como jarabes y otros medicamentos. Además alarga la vida de los alimentos porque los aísla y no permite el paso de la luz.

A nanoescala

Catalizadores: En la industria se usa como material de apoyo para catalizadores, sus aplicaciones en vehículos incluyen eliminación de gases de escape que son dañinos.

El uso del óxido de titanio (IV) para paliar gases de escape como los óxidos de nitrógeno, consiste en que el óxido de titanio (IV) actúe como fotocatalizador heterogéneo en la reacción que transforma los gases de óxidos de nitrógeno en sales de nitrato, mucho menos nocivas, gracias a la acción de la luz solar. Hay distintos tipos de mecanismos como el "Noxer" que se utilizó por primera vez en 1997 en Japón en la prefectura de Osaka. Más recientemente, se ha utilizado en Vizcaya, en el municipio de Durango, dentro del proyecto "Ecobide" se comprobó que reducía las emisiones de ozono contaminante que había en la troposfera, lo que resultó en que el aire tuviese una mejor calidad el 92% de los días. Otros productos como el "Bitumenox" desarrollado por la Universidad Politécnica de Valencia son promotores que mejoran la actividad del óxido de titanio (IV), evitando su degradación. [9]​.

Protectores Solares: el pigmento de dióxido de titanio tiende a reflejar la luz, sin embargo, el TiO ultrafino tiene la capacidad de volverse transparente a la luz visible pero absorbe la luz ultravioleta, protegiendo así a la piel de los rayos UV que generan problemas a la piel.[10]​.

Otras aplicaciones:Industria cerámica, la manufactura de cemento blanco, el coloreado de hule y agente para el tratamiento de agua.

La producción de TiO2 llega a alcanzar ventas de 4 millones de toneladas anuales, es el pigmento blanco más producido en el mundo, y su consumo sigue un aumento de alrededor de 2 % anual (2004). Los grandes consumidores de este compuesto son las industrias de pinturas y plásticos. La elaboración del dióxido de titanio genera 3.8 toneladas de productos derivados por cada tonelada de TiO2 producida. Generalmente estos productos son vendidos o reciclados, convertidos en productos que servirán como materia prima para otras industrias: elaboración de cementos, agricultura o tratamiento de terrenos.

El TiO sintético se produce principalmente a partir del mineral ilmenita. El rutilo y la anatasa, que se dan de forma natural, también están muy extendidos, por ejemplo, el rutilo como "mineral pesado" en la arena de playa. El leucoxeno"), anatasa de grano fino formada por alteración natural de la ilmenita, es otro mineral. El zafiro estrellas&action=edit&redlink=1 "Zafiro estrella (joya) (aún no redactado)") y el rubíes obtienen su asterismo "Asterismo (gemología)") de inclusiones orientadas de agujas de rutilo.[11]​.

Mineralogía y polimorfos poco comunes

El dióxido de titanio se presenta en la naturaleza como los minerales rutilo y anatasa. Además se conocen dos formas minerales de alta presión: un monoclínico baddeleyita conocida como akaogiita, y la otra tiene una ligera distorsión monoclínica del ortorrómbico. α-PbO") y se conoce como riesita"). Ambas pueden encontrarse en el Cráter de Ries") en Baviera.[12]​[13]​[14]​ Se obtiene principalmente de la ilmenita, que es el mineral con dióxido de titanio más extendido en todo el mundo. El rutilo es el siguiente más abundante y contiene alrededor del 98 % de dióxido de titanio en el mineral. Las fases metaestables anatasa y brookita se convierten irreversiblemente en la fase de equilibrio rutilo al calentarse por encima de temperaturas en el rango 600-800 grados Celsius (1110-1470 °F).[15]​.

Se afirmó que la fase de tipo cotunnita era el óxido más duro conocido, con una dureza Vickers de 38 GPa y un módulo de masa") de 431 GPa (es decir, cercano al valor del diamante de 446 GPa) a presión atmosférica. Sin embargo, estudios posteriores llegaron a conclusiones diferentes con valores mucho más bajos tanto para la dureza (7-20 GPa, lo que lo hace más blando que los óxidos comunes como el corindón AlO y el rutilo TiO)[16]​ y módulo aparente (~300 GPa).[17]​[18]​.

El dióxido de titanio (B) se encuentra como mineral en rocas magmáticas y venas hidrotermales, así como en bordes de meteorización sobre perovskita. El TiO también forma lamelas&action=edit&redlink=1 "Laminillas (materiales) (aún no redactado)") en otros minerales.[19]​.

El dióxido de titanio tiene doce polimorfos conocidos: además de rutilo, anatasa, brookita, akaogiita y riesita, se pueden producir sintéticamente tres fases metaestables (monoclínico, tetragonal, y ortorrómbica tipo ramsdellita), y también existen cuatro formas de alta presión (tipo α-PbO, tipo cotunnita, OI ortorrómbica y fases cúbicas):.

Fotocatalizador

El dióxido de titanio nanométrico, especialmente en su forma anatasa, presenta actividad fotocatalítica bajo irradiación ultravioleta (UV). Según se informa, esta fotoactividad es más pronunciada en los planos {001} de la anatasa,[20]​[21]​ aunque los planos {101} son termodinámicamente más estables y por lo tanto más prominentes en la mayoría de las anatasas sintetizadas y naturales,[22]​ como evidencia el hábito de crecimiento dipiramidal tetragonal que se observa con frecuencia. Se considera además que las interfaces entre el rutilo y la anatasa mejoran la actividad fotocatalítica al facilitar la separación de portadores de carga y, como resultado, a menudo se considera que el dióxido de titanio bifásico posee una funcionalidad mejorada como fotocatalizador.[23]​ Se ha informado de que el dióxido de titanio, cuando está dopado con iones de nitrógeno o dopado con óxido metálico como el trióxido de tungsteno, exhibe excitación también bajo luz visible.[24]​ El fuerte oxidativo de los huecos positivos oxida el agua para crear radicales hidroxilos"). También puede oxidar oxígeno o materiales orgánicos directamente. Por lo tanto, además de su uso como pigmento, el dióxido de titanio puede añadirse a pinturas, cementos, ventanas, azulejos u otros productos por sus propiedades esterilizantes, desodorizantes y antiincrustantes, y se utiliza como catalizador de hidrólisis. También se utiliza en células solares sensibilizadas por colorante, que son un tipo de célula solar química, también conocida como célula de Graetzel.

Las propiedades fotocatalíticas del dióxido de titanio nanométrico fueron descubiertas por Akira Fujishima") en 1967[25]​ y publicadas en 1972.[26]​ El proceso en la superficie del dióxido de titanio se denominó efecto Honda-Fujishima' (ja:本多-藤嶋効果).[25]​ El dióxido de titanio, en forma de película fina y nanopartícula tiene potencial para su uso en la producción de energía: como fotocatalizador, puede descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Con el hidrógeno recogido, podría utilizarse como combustible. La eficacia de este proceso puede mejorarse enormemente dopando el óxido con carbono.[27]​ Se ha obtenido una mayor eficiencia y durabilidad introduciendo desorden en la estructura reticular de la capa superficial de nanocristales de dióxido de titanio, lo que permite la absorción de infrarrojos.[28]​ Se ha desarrollado anatasa y rutilo nanoactivos a la luz visible para aplicaciones fotocatalíticas.[29]​[30]​.

En 1995 Fujishima y su grupo descubrieron el fenómeno de superhidrofilia") en vidrios recubiertos de dióxido de titanio expuestos a la luz solar.[25]​ Esto dio lugar al desarrollo de vidrios autolimpiables") y antivaho.

TiO nanoscópico incorporado a materiales de construcción para exteriores, como adoquines en noxer blocks[31]​ o pinturas, podrían reducir las concentraciones de contaminantes atmosféricos como compuestos orgánicos volátiles y óxido de nitrógeno.[32]​ Se ha producido un cemento que contiene TiO.[33]​.

Utilizando TiO como fotocatalizador, se ha intentado mineralizar contaminantes (para convertirlos en CO y HO) en aguas residuales.[34]​[35]​[36]​ La destrucción fotocatalítica de la materia orgánica también podría aprovecharse en recubrimientos con aplicaciones antimicrobianas.[37]​.

Como este compuesto es usado en la industria alimenticia y farmacéutica la FDA debe examinar si es un compuesto seguro, que no afecte la salud pública. La FDA evaluó la seguridad del TiO2 y publicó una guía en la que establece que se puede utilizar con seguridad y lo clasificó como compatible con las mucosas y la piel. Sin embargo, la IARC (Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer) lo clasificó como un compuesto “posiblemente cancerígeno para los seres humanos”. Su investigación se basó en estudios realizados en ratas, el estudio reveló que las ratas al inhalar el compuesto aumentaron la probabilidad de generar tumores pulmonares. Además, se realizaron estudios en trabajadores de la industria del TiO2, pero no se encontró una relación clara entre la exposición y el aumento de células cancerígenas, pero se estableció un límite de exposición permisible para proteger la salud de estos trabajadores.

Refleja la mayoría de la radiación electromagnética visible, por lo que es un muy buen pigmento blanco. Además absorbe la luz ultravioleta y es capaz de mantener su color a pesar de estar en exposición a la radiación solar.

Contenido

Tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria química en general.[6]​ Los pigmentos de dióxido de titanio se utilizan principalmente en la producción de pinturas y plásticos, así como en papel, tintas de impresión, cosméticos, productos textiles, farmacéuticos y alimentarios. El dióxido de titanio es el pigmento más habitualmente utilizado en el mundo, que proporciona a los productos finales una brillante blancura, opacidad y protección.[7]​ Así mismo, es empleado en las artes gráficas donde se precisan pequeños espesores de pigmentos, como de dióxido de titanio, muy finos. También se ha usado como agente blanqueador y opacador en esmaltes de porcelana, dando un acabado final de gran brillo, dureza y resistencia al ácido.

Investigadores de la Universidad tecnológica de Nanyang en Singapur informaron en octubre de 2014 que utilizando un gel de una mezcla de dióxido de titanio e hidróxido de sodio en el ánodo de una batería esta puede recargarse hasta un 70 % de su capacidad en solo 2 minutos y tener una vida útil de más de 20 años (10 000 ciclos de recarga), diez veces más que una batería de Li-ion existente (500 ciclos de recarga), dando así origen a baterías de carga ultrarrápida. Estos investigadores han hallado una manera de transformar la forma esférica del dióxido de titanio en diminutos nanotubos, que son mil veces más delgados que el diámetro de un cabello humano. Este nuevo gel se podrá integrar muy fácilmente a los actuales procesos de producción de los fabricantes de baterías con lo que su incorporación a la industria se verá muy favorecida.[8]​.

Plásticos: sus propiedades permiten minimizar la fragilidad, la decoloración y otros efectos adversos que genera la luz. Por lo que el dióxido permite extender la vida útil de una gran variedad de plásticos y cauchos.

Papel: se lo aplica cuando se requiere tener un papel más blanco, más opaco y brillante.

Cosméticos: permite ocultar imperfecciones de la piel y darle brillo para que luzca mejor.

Pinturas: la opacidad y su alto nivel de estabilidad permite una larga duración de la pintura o cualquier revestimiento. Reemplaza a cualquier otro pigmento blanco en el mercado por su capacidad de mantener el color.

Industria de alimentos y farmacéutica: usado ampliamente en esta industria porque al ser un material opaco que absorbe la radiación protege a productos que la luz pueda degradar como jarabes y otros medicamentos. Además alarga la vida de los alimentos porque los aísla y no permite el paso de la luz.

A nanoescala

Catalizadores: En la industria se usa como material de apoyo para catalizadores, sus aplicaciones en vehículos incluyen eliminación de gases de escape que son dañinos.

El uso del óxido de titanio (IV) para paliar gases de escape como los óxidos de nitrógeno, consiste en que el óxido de titanio (IV) actúe como fotocatalizador heterogéneo en la reacción que transforma los gases de óxidos de nitrógeno en sales de nitrato, mucho menos nocivas, gracias a la acción de la luz solar. Hay distintos tipos de mecanismos como el "Noxer" que se utilizó por primera vez en 1997 en Japón en la prefectura de Osaka. Más recientemente, se ha utilizado en Vizcaya, en el municipio de Durango, dentro del proyecto "Ecobide" se comprobó que reducía las emisiones de ozono contaminante que había en la troposfera, lo que resultó en que el aire tuviese una mejor calidad el 92% de los días. Otros productos como el "Bitumenox" desarrollado por la Universidad Politécnica de Valencia son promotores que mejoran la actividad del óxido de titanio (IV), evitando su degradación. [9]​.

Protectores Solares: el pigmento de dióxido de titanio tiende a reflejar la luz, sin embargo, el TiO ultrafino tiene la capacidad de volverse transparente a la luz visible pero absorbe la luz ultravioleta, protegiendo así a la piel de los rayos UV que generan problemas a la piel.[10]​.

Otras aplicaciones:Industria cerámica, la manufactura de cemento blanco, el coloreado de hule y agente para el tratamiento de agua.

La producción de TiO2 llega a alcanzar ventas de 4 millones de toneladas anuales, es el pigmento blanco más producido en el mundo, y su consumo sigue un aumento de alrededor de 2 % anual (2004). Los grandes consumidores de este compuesto son las industrias de pinturas y plásticos. La elaboración del dióxido de titanio genera 3.8 toneladas de productos derivados por cada tonelada de TiO2 producida. Generalmente estos productos son vendidos o reciclados, convertidos en productos que servirán como materia prima para otras industrias: elaboración de cementos, agricultura o tratamiento de terrenos.

El TiO sintético se produce principalmente a partir del mineral ilmenita. El rutilo y la anatasa, que se dan de forma natural, también están muy extendidos, por ejemplo, el rutilo como "mineral pesado" en la arena de playa. El leucoxeno"), anatasa de grano fino formada por alteración natural de la ilmenita, es otro mineral. El zafiro estrellas&action=edit&redlink=1 "Zafiro estrella (joya) (aún no redactado)") y el rubíes obtienen su asterismo "Asterismo (gemología)") de inclusiones orientadas de agujas de rutilo.[11]​.

Mineralogía y polimorfos poco comunes

El dióxido de titanio se presenta en la naturaleza como los minerales rutilo y anatasa. Además se conocen dos formas minerales de alta presión: un monoclínico baddeleyita conocida como akaogiita, y la otra tiene una ligera distorsión monoclínica del ortorrómbico. α-PbO") y se conoce como riesita"). Ambas pueden encontrarse en el Cráter de Ries") en Baviera.[12]​[13]​[14]​ Se obtiene principalmente de la ilmenita, que es el mineral con dióxido de titanio más extendido en todo el mundo. El rutilo es el siguiente más abundante y contiene alrededor del 98 % de dióxido de titanio en el mineral. Las fases metaestables anatasa y brookita se convierten irreversiblemente en la fase de equilibrio rutilo al calentarse por encima de temperaturas en el rango 600-800 grados Celsius (1110-1470 °F).[15]​.

Se afirmó que la fase de tipo cotunnita era el óxido más duro conocido, con una dureza Vickers de 38 GPa y un módulo de masa") de 431 GPa (es decir, cercano al valor del diamante de 446 GPa) a presión atmosférica. Sin embargo, estudios posteriores llegaron a conclusiones diferentes con valores mucho más bajos tanto para la dureza (7-20 GPa, lo que lo hace más blando que los óxidos comunes como el corindón AlO y el rutilo TiO)[16]​ y módulo aparente (~300 GPa).[17]​[18]​.

El dióxido de titanio (B) se encuentra como mineral en rocas magmáticas y venas hidrotermales, así como en bordes de meteorización sobre perovskita. El TiO también forma lamelas&action=edit&redlink=1 "Laminillas (materiales) (aún no redactado)") en otros minerales.[19]​.

El dióxido de titanio tiene doce polimorfos conocidos: además de rutilo, anatasa, brookita, akaogiita y riesita, se pueden producir sintéticamente tres fases metaestables (monoclínico, tetragonal, y ortorrómbica tipo ramsdellita), y también existen cuatro formas de alta presión (tipo α-PbO, tipo cotunnita, OI ortorrómbica y fases cúbicas):.

Fotocatalizador

El dióxido de titanio nanométrico, especialmente en su forma anatasa, presenta actividad fotocatalítica bajo irradiación ultravioleta (UV). Según se informa, esta fotoactividad es más pronunciada en los planos {001} de la anatasa,[20]​[21]​ aunque los planos {101} son termodinámicamente más estables y por lo tanto más prominentes en la mayoría de las anatasas sintetizadas y naturales,[22]​ como evidencia el hábito de crecimiento dipiramidal tetragonal que se observa con frecuencia. Se considera además que las interfaces entre el rutilo y la anatasa mejoran la actividad fotocatalítica al facilitar la separación de portadores de carga y, como resultado, a menudo se considera que el dióxido de titanio bifásico posee una funcionalidad mejorada como fotocatalizador.[23]​ Se ha informado de que el dióxido de titanio, cuando está dopado con iones de nitrógeno o dopado con óxido metálico como el trióxido de tungsteno, exhibe excitación también bajo luz visible.[24]​ El fuerte oxidativo de los huecos positivos oxida el agua para crear radicales hidroxilos"). También puede oxidar oxígeno o materiales orgánicos directamente. Por lo tanto, además de su uso como pigmento, el dióxido de titanio puede añadirse a pinturas, cementos, ventanas, azulejos u otros productos por sus propiedades esterilizantes, desodorizantes y antiincrustantes, y se utiliza como catalizador de hidrólisis. También se utiliza en células solares sensibilizadas por colorante, que son un tipo de célula solar química, también conocida como célula de Graetzel.

Las propiedades fotocatalíticas del dióxido de titanio nanométrico fueron descubiertas por Akira Fujishima") en 1967[25]​ y publicadas en 1972.[26]​ El proceso en la superficie del dióxido de titanio se denominó efecto Honda-Fujishima' (ja:本多-藤嶋効果).[25]​ El dióxido de titanio, en forma de película fina y nanopartícula tiene potencial para su uso en la producción de energía: como fotocatalizador, puede descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Con el hidrógeno recogido, podría utilizarse como combustible. La eficacia de este proceso puede mejorarse enormemente dopando el óxido con carbono.[27]​ Se ha obtenido una mayor eficiencia y durabilidad introduciendo desorden en la estructura reticular de la capa superficial de nanocristales de dióxido de titanio, lo que permite la absorción de infrarrojos.[28]​ Se ha desarrollado anatasa y rutilo nanoactivos a la luz visible para aplicaciones fotocatalíticas.[29]​[30]​.

En 1995 Fujishima y su grupo descubrieron el fenómeno de superhidrofilia") en vidrios recubiertos de dióxido de titanio expuestos a la luz solar.[25]​ Esto dio lugar al desarrollo de vidrios autolimpiables") y antivaho.

TiO nanoscópico incorporado a materiales de construcción para exteriores, como adoquines en noxer blocks[31]​ o pinturas, podrían reducir las concentraciones de contaminantes atmosféricos como compuestos orgánicos volátiles y óxido de nitrógeno.[32]​ Se ha producido un cemento que contiene TiO.[33]​.

Utilizando TiO como fotocatalizador, se ha intentado mineralizar contaminantes (para convertirlos en CO y HO) en aguas residuales.[34]​[35]​[36]​ La destrucción fotocatalítica de la materia orgánica también podría aprovecharse en recubrimientos con aplicaciones antimicrobianas.[37]​.

Como este compuesto es usado en la industria alimenticia y farmacéutica la FDA debe examinar si es un compuesto seguro, que no afecte la salud pública. La FDA evaluó la seguridad del TiO2 y publicó una guía en la que establece que se puede utilizar con seguridad y lo clasificó como compatible con las mucosas y la piel. Sin embargo, la IARC (Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer) lo clasificó como un compuesto “posiblemente cancerígeno para los seres humanos”. Su investigación se basó en estudios realizados en ratas, el estudio reveló que las ratas al inhalar el compuesto aumentaron la probabilidad de generar tumores pulmonares. Además, se realizaron estudios en trabajadores de la industria del TiO2, pero no se encontró una relación clara entre la exposición y el aumento de células cancerígenas, pero se estableció un límite de exposición permisible para proteger la salud de estos trabajadores.