納米二氧化鈦

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更新時間: 2013-09-19

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納米二氧化鈦,粉體作為化妝品的物理防晒添加劑,具有化學性質穩定、無刺激性、無致敏性、全面防護紫外線等優點。

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1 納米二氧化鈦 -簡介

  納米二氧化鈦,亦稱納米鈦白粉。從尺寸大小來說,通常產生物理化學性質顯著變化的細小微粒的尺寸在100納米以下,其外觀為白色疏鬆粉末。具有抗紫外線、抗菌、自潔凈、抗老化功效,可用於化妝品、功能纖維、塑料、油墨、塗料、油漆、精細陶瓷等領域。
  納米二氧化鈦主要有兩種結晶形態:銳鈦型(Anatase)和金紅石型(Rutile)。金紅石型二氧化鈦比銳鈦型二氧化鈦穩定而緻密,有較高的硬度、密度、介電常數及折射率,其遮蓋力和著色力也較高。而銳鈦型二氧化鈦在可見光短波部分的反射率比金紅石型二氧化鈦高,帶藍色色調,並且對紫外線的吸收能力比金紅石型低,光催化活性比金紅石型高。在一定條件下,銳鈦型二氧化鈦可轉化為金紅石型二氧化鈦。

2 納米二氧化鈦 -分類

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  一.按照晶型可分為:金紅石型納米鈦白粉和銳鈦型納米鈦白粉。
  二.按照其表面特性可分為:親水性納米鈦白粉和親油性納米鈦白粉。
  三.按照外觀來分:有粉體和液體之分,粉體一般都是白色,液體有白色和半透明狀。

3 納米二氧化鈦 -主要技術指標

  以下指標並非指的是某一公司產品指標,而是市場上常見的,故有些數據並不能套在某一產品上。
  
技術數據金紅石型納米級鈦白粉銳鈦型納米級鈦白粉
性狀白色粉末白色粉末
晶型金紅石型銳鈦型
金紅石含量%99--
粒徑(nm)20-5015-50
乾燥減量%11
灼燒減量%10-2510
表面特性親水性或親油性親水性或親油性
PH6.5-8.56.5-8.5
比表面積(m2/g)80-20080-200
重金屬(以Pb計)%0.00150.0015
砷(As) W%0.00080.0008
鉛(Pb) W%0.00050.0005
汞(Hg) W%0.00010.0001

4 納米二氧化鈦 -納米TiO2的功能及用途

5 納米二氧化鈦 -主要製備方法

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  目前,製備納米TiO2的方法很多,基本上可歸納為物理法和化學法。物理法又稱為機械粉碎法,對粉碎設備要求很高;化學法又可分為氣相法(CVD)、液相法和固相法。

6 納米二氧化鈦 -氣相法製備二氧化鈦

7 納米二氧化鈦 -液相法製備納米二氧化鈦

8 納米二氧化鈦 -固相法合成納米二氧化鈦

  固相法合成納米TiO2是利用固態物料熱分解或固-固反應進行的。它包括氧化還原法、熱解法和反應法。在此介紹常用的偏鈦酸熱解法製備納米TiO2。該法製得的納米 TiO2 粒徑分佈較寬,工藝簡單,操作易行,可批量生成。

9 納米二氧化鈦 -具有可遺傳毒性

  美國科學家綜合研究后得出結論,在日常生活中隨處可見的二氧化鈦(TiO2)納米粒子,會造成小鼠全身性遺傳損傷。該發現再次引起了對納米粒子安全性的關注。相關研究成果發表在近期的《癌症研究》雜誌上。
  過去,二氧化鈦納米粒子被視為是無毒的,因為它們不會激起化學反應。但美國加州大學洛杉磯分校強森綜合癌症研究中心病理學、放射腫瘤學和環境衛生科學教授羅伯特·席斯特爾的研究表明,二氧化鈦納米粒子一旦進入體內,會在不同器官中累積,導致單鏈和雙鏈DNA斷裂,並造成染色體損傷以及炎症,從而增加患上癌症的風險。
  研究人員給實驗小鼠的飲用水中加入了二氧化鈦納米粒子,在飲用這種水后的第五天,小鼠體內便呈現出遺傳損傷。
  席斯特爾指出,鈦本身具有化學惰性,但當粒子變得越來越小后,反過來其表面相應會變得越來越大,粒子表面與環境間相互作用,會引發氧化應激反應。這些粒子太小,可以到達身體的任何部位,甚至可以穿過細胞,並干擾亞細胞機制,而身體卻沒有辦法來消除它們。
  這是一種新型的毒性機制,亦是一種物理化學反應。「可能某些自發性癌症就與暴露在這些粒子之中有關。」席斯特爾說,「對於這些納米粒子,有些人會比其他人更敏感。我認為人們對這些納米粒子的毒性研究還不充分。」
  席斯特爾稱,研究首次顯示了納米粒子具有如此效果。他說:「這是第一個關於二氧化鈦納米粒子引發的遺傳毒性的全面研究,這種遺傳毒性可能由與發炎或氧化應激相關的次級機制引發的。目前這些納米顆粒的應用在逐漸擴大,此類發現引起了對於其潛在健康危害的關注。」
  席斯特爾指出,二氧化鈦納米粒子的製造是一個龐大的產業,年產量大約200萬噸。不僅在油漆、化妝品、防晒油和維生素中含有這種粒子,在牙膏、食用色素、營養品以及其他數百種個人護理產品中都可以找到它的身影。席斯特爾建議人們使用乳液防晒油,因為納米粒子不能通過皮膚,而噴霧防晒產品可能被吸入體內,使得納米粒子在肺部聚積。
  接下來,席斯特爾和他的小組將繼續研究,分析有DNA修復缺陷的老鼠暴露在這種納米粒子環境下的狀況,希望能找到一種方法來預測哪些人會對這類納米粒子特別敏感。

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