Titanyum (IV) oksit

Kristal yapı
Titanyum (IV) oksitin (rutil) kristal yapısı
Rutil modifikasyonunda titanyum (IV) oksit
__ Ti 4+      __ O 2−
Genel
Soyadı Titanyum (IV) oksit
diğer isimler
  • Titanyum dioksit
  • Titanik anhidrit
  • rutil
  • anataz
  • Brookit
  • E 171
  • CI Pigment Beyaz 6
  • CI 77891
  • TİTANYUM DİOKSİT ( İNCİ )
oran formülü TiO 2
Kısa açıklama

beyaz, kristal toz

Harici tanımlayıcılar / veritabanları
CAS numarası
EC numarası 236-675-5
ECHA Bilgi Kartı 100.033.327
PubChem 26042
Kimyasal Örümcek 24256
İlaç Bankası DB09536
Vikiveri Q193521
özellikler
Molar kütle 79.866 g mol -1
Fiziksel durum

sabit

yoğunluk
  • 4.24 g cm −3 (rutil)
  • 3,9 g cm -3 (anataz)
  • 4,13 g cm −3 (brokit)
Erime noktası

1855 ° C

kaynama noktası

2900°C

çözünürlük
  • suda, organik çözücülerde, seyreltik bazlarda ve seyreltik asitlerde hemen hemen çözünmez
  • sıcak konsantre sülfürik asit , hidroflorik asit ve erimiş alkali metal hidroksitler ve alkali metal karbonatlarda çözünür
Kırılma indisi

optik olarak anizotropik , çift kırılmalı veya çift eksenli

güvenlik talimatları
GHS tehlike etiketlemesi
GHS piktogramları yok

daha fazla tehlike

H ve P cümleleri H: H-ifadesi yok
P: P-ifadesi yok
MAK

İsviçre: 3 mg m −3 ( solunabilir toz olarak ölçülmüştür )

toksikolojik veriler

> 5.5 mg l -1 ( LC 50kabuklular , 48 h )

Olabildiğince ve alışılageldiği kadarıyla SI birimleri kullanılır. Aksi belirtilmedikçe, verilen veriler standart koşullar için geçerlidir . Kırılma indisi: Na-D çizgisi , 20°C

Titanyum (IV) oksit ( Titanyum dioksit ) IV olan değerli oksit ve titanyum . Bu polimorfik okside ek olarak, titanyum (III) oksit ve titanyum (II) oksitin yanı sıra Magneli fazları olarak adlandırılan titanyumun stokiyometrik olmayan bir dizi altoksidi vardır .

Titanyum dioksit beyaz pigment olarak geniş bir kullanım alanına sahiptir , bu nedenle her yıl dünya çapında dört ila beş milyon ton üretilmektedir. Başlıca uygulama alanları lak ve boya gibi kaplamalar, ardından plastik renklendirme ve lamine kağıtlar alanındadır. Renkli ürünler, yüksek örtme gücü elde etmek için genellikle beyaz pigmentler de içerir .

Titanyum dioksitin gıda katkı maddesi olarak kullanımı tartışmalıdır. Mayıs 2021'de Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), E 171 olarak listelenen maddenin kullanımını güvensiz olarak ilan etti. Fransa, 2020'de gıdada kullanımını zaten yasaklamıştı; İsviçre de 2021'in sonuna kadar davayı takip etmek istiyor.

Öykü

Çin üretiminden farklı olarak prosese göre üretim ( klorür prosesi veya sülfat prosesi )

Sonra , William Gregor keşfettik titanyum içinde ilmenit içinde 1791 , Heinrich Klaprot kabul titanyum dioksit , rutil . Endüstriyel kullanım, beyaz pigment olarak mükemmel uygunluğunun 1908'de Norveç ve ABD'de tanınmasıyla başladı . 1916'dan itibaren pigment ticari olarak Kronos Titan White adı altında üretildi. 1938'e kadar titanyum beyazı sadece anataz modifikasyonunda üretildi , ancak daha sonra fotokatalitik aktivitesi daha düşük olduğundan ve ondan yapılan ürünlerin hava koşullarına karşı dayanıklılığı daha yüksek olduğundan, giderek artan bir şekilde rutil modifikasyonunda üretildi. Rutil modifikasyonuna dayanan beyaz pigment, rutil beyazı olarak da bilinir.

Üretim hacminin yarısından fazlası kaplamalarda kullanılmakta, bunu polimerler ve kağıt takip etmektedir. 2014 yılında dünya üretiminin %70'i batı dünyasındaki beş üretici tarafından yapılmıştır. Pazar lideri Chemours'a (ABD, daha önce DuPont ) ek olarak, bunlar Cristal Global (2019'da Tronox tarafından devralınmıştır, Suudi Arabistan), Tronox (ABD), Venator Materials (Birleşik Krallık, daha önce Huntsman'ın bir parçası , ABD) ve Kronos (ABD) . Asya'daki en büyük üretici LomonBillions'dur (Çin Halk Cumhuriyeti). Venator Materials tarafından Haziran 2018'de yapılan bir sunuma göre, en büyük beş batılı üretici, küresel üretim kapasitesinin %54'üne sahipti. En çok titanyum dioksit tüketen bölgeler Avrupa (1,72 milyon ton), Çin Halk Cumhuriyeti (1,42 milyon ton), Asya'nın geri kalanı (1 milyon ton) ve Kuzey Amerika'dır (0,89 milyon ton).

oluşum

Titanyum (IV) oksit, doğal olarak dört modifikasyonda oluşur :

  • Rutil , çoğunlukla prizmatik bir alışkanlığa sahip dörtgen bir mineraldir . Kristal yapı, Hermann Mauguin sembolü P4 2 / mnm'ye karşılık gelen 136 uzay grubundadır . Rutil TiO 2 4.26 g / cm yoğunluğa sahip 3 . Rutil adı , demir safsızlıklarının ürettiği renge atıfta bulunan Latince rutilus 'kırmızımsı' kelimesinden gelir .
  • Anataz formları dörtgen holohedral kristaller (holohedral vasıtaları bir mesafede en simetrik grubu kristal sistemi tetragonal olarak) bu şekilde 4 / m2 / m2 / m . Uzay grubu 141'de, yani I4 1 / amd'de kristalleşir . Anataz, atmosfere ve yabancı iyonlara bağlı olarak 700 °C'de geri dönüşümsüz olarak rutile dönüşür. Anataz yoğunluğu 3.88 g / cm 3 .
  • Brookite ortorombik mineraller oluşturur ve uzay grubu 61, Pbca'da kristalleşir. Brokit da değişir rutil altında erime noktasına ve 4.12 g / cm yoğunluğa sahip 3 . Teknik olarak, brookitenin bir anlamı yok.
  • Riesite ( İMA 2015-110a ), yüksek basınç modifikasyonu kristalize olarak monoklinik kristal sistemi içinde boşluk grubu P 2 / C (boşluk grubu No.13 ) ve Oliver Tschauner ve Ki Ma tarafından 2015 yılında keşfedilmiştir Nördlinger Ries (Bavaria , Baden-Württemberg) .Şablon: oda grubu / 13

Diğer değişiklikler

Doğal modifikasyonlara ek olarak, üç tanesi yarı kararlı (monoklinik, tetragonal ve ortorombik) ve beş yüksek basınçlı modifikasyon (α-PbO 2 , baddeleyit, kotunit ve ortorombik ve kübik yapılar) olan sekiz sentetik olarak üretilmiş modifikasyon bilinmektedir . Kotunnit yapısı ile modifikasyon, L. Dubrovinsky ve diğerleri tarafından tarif edilmiştir. normal basınç altında 38 G Pa Vickers sertliği ve 431 GPa sıkıştırma modülü (karşılaştırma için: elmas 442 GPa ila 446 GPa'ya sahiptir) ile bilinen en sert oksit olarak . Daha sonraki çalışmalar, sertlik (7–20 GPa, dolayısıyla korindon Al 2 O 3 ve rutil gibi oksitlerden daha yumuşak ) ve sıkıştırma modülü (≈ 300 GPa) için daha düşük değerlerle farklı sonuçlara ulaştı.

değişiklik kristal sistemi Üretme
TiO 2 (B), monoklinik K 2 Ti 4 O 9'un sonraki tavlama ile hidrolizi
TiO 2 (H), hollandit benzeri yapı formu dörtgen Potasyum titanat bronzunun oksidasyonu, K 0.25 TiO 2
TiO 2 (R), ramsdellite benzeri yapı ortorombik Lityum titanat bronz Li 0.5 TiO 2 oksidasyonu
TiO 2 (II) - ( α-PbO 2 benzeri yapı) ortorombik
Baddeleyit benzeri yapı, (7 kat koordineli Ti) monoklinik
TiO 2 -OI ortorombik
kübik yapı kübik P > 40 GPa, T > 1600 °C
TiO 2 -OII, kotunit ( PbCl 2 ) benzeri yapı ortorombik P > 40 GPa, T > 700°C

Çıkarma ve sunum

Toz titanyum (IV) oksit
Bir Verneuil kristalinden yapılmış monokristal rutil numunesi

Titanyum dioksit laboratuvarda olabilir , titanil sülfat , titanyum tetraklorür gibi Ti (IV) bileşiklerinin hidrolizi ile metal alkolatlar veya titanyum tetraizopropilat hazırlanır:

Titanyum oksit sülfatın su ile reaksiyona girerek titanyum oksohidrat ve sülfürik asit oluşturması
Titanyum tetraklorürün ilk aşamada su ile titanyum oksiklorür ve hidroklorik asit ve ardından titanyum oksohidrat ve hidroklorik asit ile reaksiyonu
Titanyum tetraizopropoksit ve su reaksiyona girerek titanyum dioksit ve izopropanol oluşturur

Alt n -alkanollerin titanik asit esterleri çok şiddetli reaksiyona girdiğinden, izopropanol veya tert- bütanol esterlerinin kullanılması tavsiye edilir. Bu şekilde elde edilen titanyum oxohydrate, resmi olarak TiO (OH) 2 ya da TiO 2 x H 2 , O, dönüştürülen anatas ya da rutil olarak ile kalsinasyon saf, yüksek tavlanmış titanyum dioksit her zaman rutil kafes üreten. Titanyum (IV) klorürün oksijenle yanması laboratuvar ölçeğinde nadiren kullanılır. Çok saf titanyum dioksit saflaştırılmış TiC hidrolizi ile üretilebilmektedir 4 .

Endüstriyel olarak üretilen TiO 2'nin çoğu pigment olarak kullanıldığından , demir gibi renklendirici iyonlar karışır . İlmenit (FeTiO 3 ) veya ilmenitin elektro - indirgenmesinden elde edilen titanyum içeren cüruflar genellikle sülfat işlemi için cevher olarak kullanılır . Bu cüruf, tıpkı alüvyon birikintilerinden gelen rutil gibi , teknik olarak daha zorlu klorür prosesinde de kullanılabilir . Her iki işlem de titanyum oksidin saflığını önemli ölçüde artırır. Renklendirici iyonların toplamı sülfat işleminde genellikle 200 ppm'den azdır, esas olarak demire bağlı niyobyum ve klorür işleminde, niyobyum ve demirde 50 ppm'den azdır.

Sülfat işlemi kullanılarak ilmenitten titanyum oksitin endüstriyel üretiminde , seyreltik asit (seyreltik sülfürik asit) oluşur ve bu çoğunlukla ilmenit sindirimi için konsantrasyondan sonra yeniden kullanılır. Bazı ülkelerde bu seyreltik asit hala kısmen nehirlere ve denizlere boşaltılır veya boşaltılır . İle ekstre klorür işlemi çoğunlukla rutil cevheri ya da TiO gelen, 2 cüruf, diğer taraftan, ince asit oluşumuna izin vermez. Kullanılan klor büyük ölçüde proses döngüsünde kalır. Her iki proseste de üretilen demir tuzları, diğer şeylerin yanı sıra, çimentolarda, atık su arıtımında ve biyogaz tesislerinde kromat redüksiyonu için kullanılır.

Tek kristaller

Tek rutil kristalleri genellikle Verneuil işlemi kullanılarak yapılır . Bölge eritme işlemi de zaman zaman kullanılırken, Czochralski işlemi uygunsuz olarak tanımlanmaktadır .

Anataz tek kristalleri eriyikten üretilemez. İşte kullanılan TO yöntemi.

özellikler

Fiziki ozellikleri

Titanyum dioksitin erime noktası 1855 ° C'dir, bileşik termal olarak kararlıdır. Titanyum dioksit de kimyasal olarak inerttir . Işığa dayanıklı, ucuzdur ve bu nedenle en önemli beyaz pigmenttir. Gıda katkı maddesi E171 olarak onaylanmıştır.

Optik özellikler

Dalga boyunun bir fonksiyonu olarak modifikasyonların kırılma indisleri

Kırılma endeksi titanyum oksit yüksektir ve büyük gösterir dispersiyonu . Kırılma indisi de önemli ölçüde kristal modifikasyonuna bağlıdır. Titanyum dioksit çift ​​kırılımlıdır . Sıradan bir ışın ile olağandışı bir ışın arasındaki kırılma indisi farkı , 'ye kadar bir değere ulaşabilir .

Bir itibaren coloristic bakış, noktasında yüksek olması nedeniyle kırılma indeksine, titanyum dioksit, en yüksek vardır saklandığı gücünü tüm beyaz pigmentler aynı zamanda, mükemmel ve yıldırım güç . Titanyum dioksitin maksimum kapsamı , uygulamaya ve referansa, sayıya dayalı veya kütleye dayalı boyut dağılımına bağlı olarak yaklaşık 200 nm ila 300 nm arasında bir tane boyutundadır .

Titanyum dioksit bir yarı iletkendir , bu nedenle valans bandı tamamen doludur ve iletim bandı sıfır sıcaklıkta boştur. Bant boşluk modifikasyonu bağlıdır. Bant aralığından daha büyük bir enerjiye sahip ışık kuantumları emilir. UV ışığı uygun dalga boyundan da emilebilir, böylece UV koruması sağlanır. Kısa dalga ışık ışıması, elektronları değerlik bandından iletim bandına kaldırır ve bir boşluk bırakır . Bant aralığının boyutu, kristal yönüne ve nanoparçacıklı malzeme alanında ayrıca parçacık boyutuna bağlıdır.

değişiklik Bant aralığı (eV) Dalga boyu (nm) 589 nm'de enterpolasyonlu kırılma indisi
anataz 3.23 385 n e = 2.489 n o = 2.561
Brookit 3.14 395 n α = 2.585 n β = 2.583 n γ = 2.702
rutil 3.02 410 n e = 2.900 n o = 2.613

Dielektrik özellikler

Titanyum dioksit, nispeten yüksek bir dielektrik sabitine sahiptir . Rutil için kristalografik a yönünde ε = 111 ve c ekseni boyunca ε = 257'dir. Diğer kaynaklar daha küçük değerler verir, burada değerler frekans ve sıcaklık gibi ölçüm parametrelerine bağlıdır. Uygulamalar, örneğin, yüksek k dielektriklerdir .

Kimyasal özellikler

Titanyum oksitlerden titanyum (IV) dioksit en yaygın bileşiktir. Kimyasal olarak inerttir ve sadece sıcak sülfürik asit, hidroflorik asit ve sıcak alkalilerde çözülebilir. Kısmen titanat üretimi için başlangıç ​​malzemesidir . UV ışığı ile aydınlatıldığında fotokatalitik radikal reaksiyonlar meydana gelebilir.

kullanmak

Titanyum dioksit esas olarak beyaz pigment olarak kullanılır ve Renk İndeksinde CI Pigment Beyaz 6 veya CI 77891 altında listelenir . Kimyasal olarak stabildir ve E 171 etiketi altında gıda katkı maddesi olarak, örneğin diş macunu, sakız, şekerleme, peynir veya soslar için parlatıcı ve ayırıcı madde olarak kullanılır (bkz . Riskler bölümü ). Titanyum dioksit pigmentleri kozmetikte CI 77891 olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda bazen kullanılır de yağlı boya . Toplam tüketimin yaklaşık yüzde 80'ini oluşturan titanyum dioksitin teknik uygulama alanları arasında boyalar ve vernikler , plastikler ve tekstiller; Ayrıca kağıt üretiminde yüksek derecede beyazlık elde etmek için ve güneş kremlerinde ve farmasötiklerde (tabletlerde) parlatıcılarda UV engelleyici olarak kullanılır .

pigment

Titanyum dioksit, renkleri bağlamak için kullanılan çoğu organik maddeninkinden önemli ölçüde daha yüksek bir kırılma indisine sahiptir. Bu, titanyum oksitten yapılan pigmentlerin ışığı etkili bir şekilde dağıttığı ve iyi kaplayan beyaz bir renkle sonuçlandığı anlamına gelir. Pigmentlerin optimum boyutu 200 nm ila 300 nm aralığındadır Boyut aralığı Mie teorisinden kaynaklanmaktadır . Parçacık boyutu bir yandan opaklığı, diğer yandan renk tonunu etkiler; ince bölünmüş pigmentler daha mavimsi görünür. %60 civarında bir pazar payı ile en önemli uygulamalar kaplama malzemeleri ve %25 polimer uygulamalarıdır.

E171 dışında saf titanyum dioksit nadiren kullanılır, çünkü TiO 2'nin UV koruyucu etkisine ek olarak , ışık kaynaklı kimyasal radikal reaksiyonlar meydana gelir. Pigment taneciklerinin işlevselleştirilmesi bu etkiyi azaltır ve aynı zamanda genellikle daha kolay dağılma yoluyla renk özelliklerini iyileştirir. Bazı uygulamalar, örn. B. Lifler veya çimento uygulamaları için, daha yüksek fotokimyasal aktiviteye rağmen anataz pigmentleri kullanılırken, uygulamaların çoğu rutil pigmentlere dayanmaktadır.

fotokatalist

Freiburg'da açıklayıcı pano ve duvar resmi ile TiO 2 katalizörlü duvar boyası (2014)

Birçok üretici TiO 2 bazlı fotokatalizörler sunar . Bunlar genellikle anataz, anataz-rutil karışımları veya çok çeşitli olası uygulamalara sahip katkılı titanyum dioksitlerdir. Fotokataliz, gaz halindeki veya çözünmüş maddelerin UV ışığı altında radikal reaksiyon veya titanyum dioksit veya diğer maddelere yük taşıyıcı transfer yoluyla reaksiyona girdiği heterojen bir katalizdir . Enerjisi bant aralığından daha büyük olan UV ışığı ile aydınlatılarak veya bir dopingin safsızlıklarından daha az verimli uyarılma ile serbest yük taşıyıcıları, iletim bandındaki elektronlar ve değerlik bandındaki delikler üretilir. Kural olarak, bu yük taşıyıcı çiftleri çok hızlı bir şekilde yeniden birleşir , ancak bandın yüzey alanında bükülmesi, yük taşıyıcı ayrılmasına neden olabilir. Bunlar genellikle hidroksil ve peroksi radikalleri oluşturmak için adsorbe edilmiş oksijen ve su ile reaksiyona girer. Kural olarak, adsorbatlara doğrudan yük transferleri dışında, radikaller adsorbe edilmiş organik maddelerle reaksiyona girer. Mineralizasyonu tamamlamak için reaksiyon yolları çok karmaşık olabilir ve birçok foton uyarımı gerektirebilir.

Dışarıda kullanım için, fotokatalitik kendini-temizleme , örnek olarak, UV bileşeni güneş ASTM 1.5 yaklaşık% 3 arasında , genel olarak kullanılan , yaklaşık 35 W / m azami 2 . İç mekan uygulamaları genellikle daha az tercih edilir, bir yandan UV bileşeni çok düşüktür veya katkılı katalizörler söz konusu olduğunda reaksiyon hızı düşüktür. Fotokatalizdeki parametreler farklı tanımlanmış kuantum verimleridir . Katalizde çok sayıda parametre yer aldığından tipik değerler pek verilemez. Genellikle 1000 foton başına 1 reaksiyon büyüklüğündeki siparişlerden bahsedilir. Diğer bir problem ise fotokatalitik reaksiyonların organik bağlayıcı matris ve kirleticiler arasında ayrım yapmamasıdır. Uygun olmayan bağlayıcı sistemleri bu nedenle erken tebeşirlenmeye eğilimlidir .

Diğer kullanımlar

Özel optik camların üretiminde , optik dağılımı, Abbe sayısını etkilemek için TiO 2 kullanılır . Anataz modifikasyonundaki titanyum dioksit, SCR işlemi kullanılarak baca gazlarının endüstriyel denitrifikasyonu için kullanılan katalizörlerin ana bileşenidir . Boya güneş pili ( Grätzel hücresi ) titanyum dioksitin yarı iletken özelliklerine dayanmaktadır . Titanyum dioksit yardımıyla memristörler yapılmıştır . Titanyum dioksit ayrıca sınıf 1 seramik kapasitörlerde seramik dielektrikin ana bileşeni olarak kullanılır . Sentetik rutil tek kristaller, optik özelliklerinden dolayı optik prizmalar veya elmas taklidi olarak kullanılır . Çift kırılma nedeniyle taklitlerin tanınması kolaydır. Ek olarak, test aerosollerini üretmek için titanyum dioksit kullanılır .

kanıt

sülfürik asit çözeltisinde Ti (IV) peroksi kompleksinin tipik renklenmesi

Soğukta taze çökelen titanyum dioksit amfoteriktir ve seyreltik mineral asitlerde çözünür. Porselen bir potada potasyum hidrojen sülfat ile bir sindirim gerçekleşir. Daha sonra biraz sülfürik asit ile soğuk suda çözülür. Birkaç damla hidrojen peroksit ile sarı (bazik) ila sarı-turuncu (asidik, foto) [Ti (O 2 ) · aq] 2+ katyon oluşur.

flört

Otto Wagner tarafından yaklaşık 15 kez boyanmış 115 yaşındaki Viyana hafif raylı korkulukları üzerinde yapılan stratigrafik araştırmalarda, boya katmanlarını tarihlendirmek için rutil beyazın ilk görünümü kullanıldı.

Riskler

Titanyum dioksit su için tehlikeli olarak sınıflandırılmamıştır.

In Haziran 2017, AKA Risk Değerlendirme Komitesi (RAC) Fransız otoritesi, sınıflandırılması önerisini değerlendirmeye önermişti “muhtemelen sınıflandırma ve etiketleme kanserojen (Carc 1B) insanlarda” ve titanyum dioksit olduğundan şüphelenilen olduğu sonucuna vardı solunması halinde kanserojen olarak sınıflandırılır (Carc 2). Bu sınıflandırma önerisinin Avrupa Komisyonu tarafından kontrol edilmesi ve geçerli yasada uygulanması gerekiyordu.

Nanopartiküllerin çok yüksek konsantrasyonları , yani 100 nm'den daha az partiküller, akciğerlerde bağışıklık reaksiyonlarına yol açar . İmmün reaksiyonu nanopartikülat TiO ile, bir enflamasyona bağlı kanser riski ile tartışılmıştır 2 100 nm'den küçük test ve TiO pigment olan 2 den daha büyük 200 nm ile bir örnek olarak kullanılan uygulama ve üretim miktarı.

Titanyum implantlarla ilgili sorunlar nedeniyle seçici olarak seçilen 56 kişilik bir grupta, 21 kişi MELISA testinde (lenfosit dönüşüm testi ) TiO 2 ile pozitif reaksiyon gösterirken, gruptaki 54 kişinin tamamı yama testi kullanılarak test edildi, test edildi. olumsuz. Kuzey Carolina Üniversitesi tarafından yapılan bir araştırma, titanyum dioksit nanoparçacıklarının farelerde mikroglial beyin hücreleri için toksik olduğunu buldu.

Tarafından testlerde biyologlar de Koblenz-Landau Üniversitesi ile su piresi (su pireleri), bazı önemli bir etkisi su içinde düşük titanyum dioksit konsantrasyonlarına rağmen bulunmuştur: 2 mg / l'ye kadar olan ve a konsantrasyonları testte kullanılan kadar vardı 1000'in üzerinde faktörün bulunduğu ortamda ng/l'den birkaç µg/l'ye kadar şüpheli konsantrasyon. Birincil etki, test grubunda ölümcül sonuçlarla su pirelerinin kitin kabuğu üzerinde parçacıkların birikmesiydi . Yeni nesil daphnia da yapılan çalışmalarda yorumlanmayan ve analiz edilmeyen bir etki mekanizması ile hasar gösterdi. Bu çalışmalardan bazıları, 50 mg / l'ye kadar önemli ölçüde daha yüksek konsantrasyonlara sahip daha eski bir çalışmayla doğrudan çelişmektedir.

Sıçanlarda, 100 günlük oral titanyum dioksit uygulamasından sonra INRA, i.a. Bağırsak iltihabı not edildi. Yazarlara göre 10 mg/kg dozu, insanların gıda boyası E171 olarak kullanım yoluyla maruz kalabilecekleri miktara tekabül etmektedir. Başka bir çalışma ayrıca bağırsak iltihabının E171 tarafından ağırlaştırılabileceğini göstermektedir.

Fotokatalitik olarak aktif titanyum dioksit nanoparçacıklarının sitotoksisitesi üzerine yapılan araştırmalar, titanyum dioksitten yapılmış nanoparçacıkların UV radyasyonunu emerek birçok organik maddeyi parçalayabilen reaktif radikaller oluşturabildiğini göstermiştir. Bu özelliğin çok sayıda endüstriyel uygulaması vardır, ancak canlı organizmalar üzerinde zararlı etki riski de taşır.

"Solunması halinde muhtemelen kanserojen" olarak sınıflandırma

güvenlik talimatları
Soyadı

Parçacık formunda veya aerodinamik çapı ≤ 10 µm olan parçacıklar içinde en az %1 titanyum dioksit içeriğine sahip toz formundaki karışımlar

CAS numarası

13463-67-7

EC numarası

236-675-5

(EC) No. 1272/2008 (CLP) Düzenlemesinden gelen GHS tehlike etiketlemesi , gerekirse genişletilir
08 - Sağlığa zararlı

Dikkat

H ve P cümleleri H: 351
ABH: 211-212
P: ?
toksikolojik veriler

> 5.5 mg l -1 ( LC 50kabuklular , 48 h )

2012'de titanyum (IV) oksit, madde değerlendirmesinin bir parçası olarak AB'nin devam eden eylem planına ( CoRAP ) 1907/2006 ( EC) No.lu Düzenlemeye (REACH) uygun olarak dahil edildi . Maddenin insan sağlığı ve çevre üzerindeki etkileri yeniden değerlendirilir ve gerekirse takip tedbirleri başlatılır. Titanyum (IV) oksit alımının nedenleri, diğer tehlikeyle ilgili endişelerin yanı sıra kanserojen özelliklerin şüpheli tehlikeleri ve mutajenik özelliklerin olası tehlikesiyle ilgili endişelerdi. Yeniden değerlendirme 2018'de başladı ve Fransa tarafından yapıldı . Titanyum dioksitin hayvan deneylerinde iltihaplanmaya neden olması ve araştırmacıların kanserojen özelliklerinden şüphelenmesinin ardından, Fransa 2019'da 2020'den itibaren gıdalarda kullanımını yasaklamaya karar verdi.

Olası bir sağlık tehlikesi, öncelikle tozların solunmasında görülür; bu, çok sayıda tartışmaya konu olmuştur. Ekim 2019'da AB Komisyonu , aerodinamik çapı ≤ 10 μm olan en az %1 partikül içeren toz halindeki titanyum dioksiti, soluma yoluyla (H350 i) insanlar için muhtemelen kanserojen (Kategori 2) olarak sınıflandırmaya ve etiketlemeye karar verdi . 18 Şubat 2020'de, önerilen titanyum dioksit sınıflandırması, 2020/217 Sayılı Yönetmelikte (AB) 14. ATP'nin (Teknik ilerlemeye uyum) bir parçası olarak kabul edildi ve bu nedenle 1 Ekim 2021'e kadar uygulanacaktır.

Gıda katkı maddesi olarak kullanın

Mayıs 2021'de Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), titanyum dioksitin insan genomu üzerindeki olumsuz etkisini göz ardı edemediği için boyayı insan tüketimi için güvenli değil olarak sınıflandırdı . İsviçre'de, hangi titanyum dioksit içeren gıdalar zorunda ayı notu nano içinde içindekiler listesinde 1 Mayıs 2021 yılından bu yana , E 171 , 2021 yılı sonuna kadar bir gıda katkı maddesi olarak yasaklanacak göre , Federal Gıda Güvenliği ve Veterinerlik Ofis ; bazı üreticiler, belirli ürünlerdeki tartışmalı boyadan gönüllü olarak vazgeçmektedir.

İlaçlarda kullanım

30.000'den fazla ilaç titanyum dioksit içerir. In Mayıs 2021, AB Komisyonu bu titanyum dioksit ilaçlarda değiştirilebilir veya nasıl araştırmak için AB İlaç Ajansı EMA talep edeceğini söyledi. Federal İlaç ve Tıbbi Cihaz Enstitüsü'ne göre, Almanya'da onaylanan “katı oral dozaj formlarının” neredeyse üçte biri titanyum dioksit içerir.

İnternet linkleri

Bireysel kanıt

  1. ilgili kayıt E 171: Titanyum dioksit , 16 Haziran 2020 tarihinde erişilen gıda katkı maddeleri, Avrupa veritabanında depolanır.
  2. üzerinde giriş titanyum dioksit içinde bir Cosing veritabanı AB Komisyonu, 5 Ağustos 2020 tarihinde erişti.
  3. bir b c d e f g h ı ile Girdi titanyum (IV) oksit içinde bir GESTIS madde veritabanı IFA , 19 Aralık 2019 tarihinde erişilebilir. (JavaScript gerekli)
  4. a b Titanyum dioksit girişi . İçinde: Römpp Çevrimiçi . Georg Thieme Verlag, 1 Haziran 2014'te erişildi.
  5. a b T. Radhakrishnan: Titanyum dioksitin optik özellikleri . İçinde: Hindistan Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı - Bölüm A . kaset 35 , hayır. 3 , 1952, s. 117-125 , doi : 10.1007 / BF03172227 .
  6. İsviçre Kaza Sigortası Fonu (Suva): Sınır değerler - 2 Kasım 2015'te erişilen mevcut MAK ve BAT değerleri ( 13463-67-7 veya titanyum dioksit için arama yapın ).
  7. Üniv. Freiburg ders senaryosu kimyası, oksitler bölüm 4: Stokiyometrik olmayan ikili oksitler.
  8. Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırması USGS TİTANYUM MİNERAL KONSANTRELERİ (İngilizce PDF; 27 kB).
  9. a b EFSA: Titanyum dioksit: E171, gıda katkı maddesi olarak kullanıldığında artık güvenli kabul edilmemektedir. 6 Mayıs 2021, 11 Mayıs 2021'de erişildi .
  10. a b Peter Fritsche: Tartışmalı beyazlatıcı - İsviçre gıdada titanyum dioksiti de yasaklıyor. İsviçre Radyo ve Televizyonu (SRF), 11 Mayıs 2021, 11 Mayıs 2021'de erişildi .
  11. T. Brock, M. Groteklaes, P. Mischke; Boya teknolojisi ders kitabı; 2. Baskı; Vincentz Ağı; Hannover; 2000; ISBN 3-87870-569-7 ; s. 123.
  12. https://www.icis.com/explore/resources/news/2018/07/19/10243097/tio2-players-in-major-asset-shuffle/
  13. Chemours: TiO2 Piyasa Tüketimi (s. 9), Kilit Rakipler ve Teknoloji (s. 13) , Eylül 2015 (veri durumu 2014)
  14. Bir b c Kristali yapısı veritabanı Hesaplamalı Malzeme Bilimi Merkezi ( içinde Memento orijinal Nisan 11, 2011'den Internet Archive ) Bilgi: arşiv bağlantısı otomatik olarak takılmış ve henüz kontrol edilmedi. Lütfen orijinal ve arşiv bağlantısını talimatlara göre kontrol edin ve ardından bu uyarıyı kaldırın. arasında ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı . @1@ 2Şablon: Webachiv / IABot / cst-www.nrl.navy.mil
  15. U. Hålenius, F. Hatert, M. Pasero, SJ Mills: IMA Yeni Mineraller, Adlandırma ve Sınıflandırma Komisyonu (CNMNC). Bülten 35 . İçinde: Mineralojik Dergisi . kaset 81 , hayır. 1 , Şubat 2017, s. 209–213 ( main.jp [PDF; 79 kB ; 19 Ağustos 2017'de erişildi]).
  16. a b LS Dubrovinsky, NA Dubrovinskaia, V Swamy, J Muscat, NM Harrison, R Ahuja, B Holm, B Johansson: Malzeme bilimi: Bilinen en sert oksit . İçinde: Doğa . 410, No. 6829, 2001, s. 653-654. doi : 10.1038 / 35070650 . PMID 11287944 .
  17. Oganov AR, Lyakhov AO: Malzemelerin sertliği teorisine doğru . İçinde: J. of Superhard Materials . 32, No. 3, 2010, s. 143-147. doi : 10.3103 / S1063457610030019 .
  18. Y. Al-Khatatbeh, KKM Lee ve B. Kiefer: TiO 2'nin deney ve teori ile belirlenen yüksek basınç davranışı . İçinde: Fizik Rev. B . 79, No. 13, 2009, sayfa 134114. doi : 10.1103 / PhysRevB.79.134114 .
  19. Nishio-Hamane D., Shimizu A., Nakahira R., Niwa K., Sano-Furukawa A., Okada T., Yagi T., Kikegawa T .: TiO 2'nin kotunnit fazı için kararlılık ve durum denklemi 70 GPa'ya kadar . İçinde: Fizik Kimyasal Mineraller . 37, No. 3, 2010, sayfa 129-136. doi : 10.1007/s00269-009-0316-0 .
  20. Marchand R., L. Brohan, Tournoux M.: Yeni bir titanyum dioksit formu ve potasyum oktatitanat K 2 Ti 8 O 17 . İçinde: Malzeme Araştırma Bülteni . 15, No. 8, 1980, sayfa 1129-1133. doi : 10.1016 / 0025-5408 (80) 90076-8 .
  21. M. Latroche, L. Brohan, R. Marchand, M. Tournoux: Yeni hollandit oksitler: TiO 2 (H) ve K 0.06 TiO 2 . İçinde: Katı Hal Kimyası Dergisi . 81, No. 1, 1989, sayfa 78-82. doi : 10.1016 / 0022-4596 (89) 90204-1 .
  22. J. Akimoto, Y. Gotoh, Y. Oosawa, N. Nonose, T. Kumagai, K. Aoki, H. Takei: Topotactic Oxidation of Ramsdellite-Type Li 0.5 TiO 2 , Yeni Bir Titanyum Dioksit Polimorfu: TiO 2 ( R) . İçinde: Katı Hal Kimyası Dergisi . 113, No. 1, 1994, s. 27-36. doi : 10.1006 / jssc.1994.1337 .
  23. PY Simons, F. Dachille: TiO 2'nin yüksek basınçlı bir fazı olan TiO 2 II'nin yapısı . İçinde: Acta Crystallographica . 23, No. 2, 1967, s. 334-336. doi : 10.1107 / S0365110X67002713 .
  24. Sato H., Endo S, Sugiyama M, Kikegawa T, Shimomura O, Kusaba K: Baddeleyite-Type High-Pressure Phase of TiO 2 . İçinde: Bilim . 251, No. 4995, 1991, s. 786-788. doi : 10.1126 / bilim.251.4995.786 . PMID 17775458 .
  25. Dubrovinskaia NA, Dubrovinsky L S., Ahuja R, Prokopenko V B., Dmitriev V., Weber H.-P., Osorio-Guillen JM, Johansson B: Yeni Yüksek Basınçlı TiO 2 Polimorfunun Deneysel ve Teorik Tanımlanması . İçinde: Fizik Rev. Lett. . 87, No. 27 Pt 1, 2001, sayfa 275501. doi : 10.1103 / PhysRevLett.87.275501 . PMID 11800890 .
  26. Mattesini M, de Almeida JS, Dubrovinsky L., Dubrovinskaia L, Johansson B., Ahuja R.: Kübik TiO 2 polimorfunun yüksek basınç ve yüksek sıcaklık sentezi . İçinde: Fizik Rev. B . 70, No. 21, 2004, sayfa 212101. doi : 10.1103 / PhysRevB.70.212101 .
  27. a b c Georg Brauer (Ed.): Handbook of Preparative Inorganik Chemistry . 3., yeniden düzenlendi. Baskı. kaset II . Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3 , s. 1366 .
  28. C. Murty, R. Upadhyay, S. Asokan: TiO 2 Cüruf Üretimi için Ilmenite Eletro Eritme . (PDF; 715 kB).
  29. Verneuil yöntemini kullanarak üreme üzerine Djeva şirket broşürü (Almanca, 4.2 MB PDF).
  30. Kazuhito Hatta, Mikio Higuchi, Junichi Takahashi, Kohei Kodaira, "Yüzer bölge büyümesi ve alüminyum katkılı rutil tek kristallerin karakterizasyonu", Journal of Crystal Growth, 163, 1996, s. 279-284; doi: 10.1016/0022-0248 (95) 00972-8 .
  31. H. Machida ve T., Fukuda, "Tio Czochralski büyüme sırasında karşılaşılan güçlükler 2 . Tek kristaller," Kristal Büyümesi Journal, 112, 1991, s 835-837; doi: 10.1016/0022-0248 (91) 90142-R .
  32. T. Sekiya ve S. Kurita, "Defects in Anatase Titanium Dioxide", Nano- and Micromaterials-Advances in Materials Research, 2008, Cilt 9, s. 121–141, doi : 10.1007 / 978-3-540-74557- 0_4 .
  33. ^ Polimerler, Işık ve TiO 2 DuPont Bilimi . (1.42 MB PDF).
  34. Erik Shepard Thiele: Rezonans rejiminde karmaşık mikro yapılar tarafından elektromanyetik radyasyonun saçılması . 1998 ( PDF, 3.2 MB - Doktora Tezi, Pensilvanya Üniversitesi).
  35. J. Winkler: Titanyum dioksit. Vincentz Ağı, Hannover 2003, ISBN 3-87870-738-X , s. 55.
  36. Michael Graetzel, Francois P. Rotzinger: Kristal Kafes Yapısının Titanyum Oksitlerin İletim Bandı Enerjisi Üzerindeki Etkisi (IV) . İçinde: Kimyasal Fizik Mektupları . Cilt 118, No. 5, 1985, sayfa 474-477.
  37. Bora Lee, Choong-ki Lee, Cheol Seong Hwang ve Seungwu Han: Rutil TiO 2'nin dielektrik özellikleri üzerinde değişim-korelasyon fonksiyonellerinin etkisi , içinde: Current Applied Physics , Cilt 11 (2011), S293-S296. doi: 10.1016 / j.cap.2010.11.104 .
  38. Rebecca A. Parker " Rutilin Statik Dielektrik Sabiti (TiO 2 ), 1.6-1060 ° K" , Phys. Rev. 124, 1961, s. 1719-1722.
  39. Gıdalarda titanyum dioksit . Titanyum Dioksit Üreticileri Derneği (TDMA), 11 Mayıs 2021'de erişildi.
  40. Ceresana: Titanium Dioxide Market Study , 21 Mayıs 2013'te erişildi.
  41. KRONOS Titan: TiO 2 için uygulama alanları (PDF; 374 kB).
  42. Sachtleben: Hombikat UV 100 .
  43. Evonik Aerosil, Aeroxid P25 ( Memento de 1'den Temmuz 2012 Internet Archive ).
  44. KRONOS Titan: Kronoclean veri sayfası (PDF; 488 kB).
  45. Neue Zürcher Zeitung: “Smog'a Karşı Arnavut Kaldırım Taşları” , genel bakış makalesi, 16 Kasım 2011.
  46. Fraunhofer Fotokataliz Birliği: Fotokatalist için biyolojik verimlilik ölçümleri” (PDF; 79 kB).
  47. Tusnelda E. Doll: " Karbamazepin , klofibrik , iyomeprol ve iopromidin fotokimyasal ve fotokatalitik bozunması ", Tez, 2004, DNB 1002433525/34 .
  48. Martin Lindner: "Titanyum dioksit ile fotokatalitik su arıtmasının optimizasyonu: Fotokatalizörün katı ve yüzey yapısı", doktora tezi, DNB 954460030/34 .
  49. Yenilenebilir Kaynak Veri Merkezi: Sunlight Spectrum ASTM 1.5 .
  50. Thorsten Ebbinghaus: "Tarımsal atık suların aşırı büyümüş bitki filtreleri ve TiO 2 / UV ile temizlenmesi için çevresel açıdan ilgili nitrojen bileşiklerinin kombine biyolojik-fotokatalitik bozunması " , TU Dortmund, tez, 2003 (PDF; 1.5 MB).
  51. Martin Klare: "TiO 2 kullanarak çevre ile ilgili nitrojen bileşiklerinin fotokatalitik bozunmasının olasılıkları " , TU Dortmund, tez, 2003 (PDF; 3.3 MB).
  52. Kevin Bullis: Elektroniği Yeniden Kablolamak . Teknoloji İncelemesi. 8 Mayıs 2008, erişim tarihi 25 Mart 2010.
  53. VDI 3491 sayfa 3: 2018-03 partikül ölçümü; Test aerosolleri için üretim süreci; Yığınların ve katıların dağılımı (Parçacıkların ölçümü; Test aerosolleri üretme yöntemleri; Katı malzemeleri dağıtma). Beuth Verlag, Berlin. 7.
  54. VDI 3491 sayfa 9: 1989-09 partikül ölçümü; Bir fırça dağıtıcısı aracılığıyla test aerosollerinin üretimi (Parçacık madde ölçümü; dönen bir fırça jeneratörü ile test aerosollerinin oluşturulması). Beuth Verlag, Berlin. 5.
  55. Otto Wagner ve 50'lerin Yeşili: Sehgewohnheiten und Reality orf.at , 31 Aralık 2017, erişim tarihi 31 Aralık 2017.
  56. 9 Haziran 2017 tarihli ECHA basın açıklaması
  57. nanopartikel.info: Nanocare , broşür, sayfa 11 devamı (Almanca, PDF; 2.7 MB).
  58. Yezdi, AS; Guarda, G.; Riteau, N.; Drexler, SK; Tardivel, A.; Couillin, ben.; Tschopp, J. (2010). Nanopartiküller, 3 (Nlrp3) inflamatuar içeren NLR pirin alanını aktive eder ve IL-1 ve IL-1 salınımı yoluyla pulmoner inflamasyona neden olur . Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı 107 (45): s. 19449-19454 doi: 10.1073 / pnas.1008155107 , PMC 2984140 (serbest tam metin).
  59. Biodenth.be (PDF; 245 kB) K. Müller, E. Valentine-Thon: "Titanyuma aşırı duyarlılık: Klinik ve laboratuvar kanıtları" ( İnternet Arşivinde 9 Kasım 2013 Memento ) Neuroendocrinology Letters, Vol. 27, Suppl 1, 2006, sayfa 31-35.
  60. TC Long, N. Saleh, RD Tilton, GV Lowry, B. Veronesi: Titanyum dioksit (P25), ölümsüzleştirilmiş beyin mikrogliasında (BV2) reaktif oksijen türleri üretir: nanoparçacık nörotoksisitesi için çıkarımlar. İçinde: Çevre Bilimi ve Teknolojisi . Cilt 40, Sayı 14, Temmuz 2006, s. 4346-4352. PMID 16903269 .
  61. Mirco Bundschuh, Frank Seitz, Ricki R. Rosenfeldt, Ralf Schulz, Elena A. Rozhkova: Titanyum Dioksit Nanopartiküller Yeni Nesil Su Piresi Daphnia magna'da Hassasiyeti Artırıyor. İçinde: PLoS ONE. 7, 2012, s.E48956, doi: 10.1371 /journal.pone.0048956 .
  62. Volker Mrasek : deutschlandfunk.de: Nesilden nesile etki (22 Mart 2014).
  63. Nadja Podbregar: Kuşaklar arası sonuçlar: küçük kabukluların nano kirliliği, yavrularını aşırı hassas hale getiriyor. İçinde: ssinexx.de. 8 Mart 2013, erişim tarihi 20 Ağustos 2019 .
  64. Kerstin Hund-Rinke, Markus Simon: Fotokatalitik Aktif Nanopartiküllerin (TiO2) Yosun ve Daphnidler Üzerinde Ekotoksik Etkisi Çevre bilimi ve kirlilik araştırması uluslararası: ESPR 13 (2006), No. 4, sayfa 225-232, doi: 10.1065/espr2006.06.311 .
  65. Bettini, S. et al.: Gıda dereceli TiO2, bağırsak ve sistemik bağışıklık homeostazını bozar, preneoplastik lezyonları başlatır ve sıçan kolonunda anormal kript gelişimini destekler. Bilimsel Raporlar 7, Makale numarası: 40373 (2017), doi: 10.1038 / srep40373 .
  66. Titanyum dioksit nanoparçacıkları bağırsak iltihabını artırabilir
  67. doi: 10.1136 / gutjnl-2015-310297
  68. C. Kasper, J. Z. Bloh, S. Wagner, D. W. Bahnemann, T. Scheper: Fotokatalitik olarak aktif titanyum dioksit nanoparçacıklarının sitotoksisitesi üzerine araştırmalar. İçinde: Kimya Mühendisi Teknolojisi. 82, 2010, s.335 , doi: 10.1002 / cite.200900057 .
  69. bir b Giriş üzerindeki aerodinamik çapı ≤ 10 um olan en az% 1 parçacıkları ile toz formundaki titanyum (IV) oksit içinde bir GESTIS madde veritabanı IFA , 19 Aralık 2019 tarihinde erişilebilir. (JavaScript gerekli)
  70. üzerinde giriş Titanyum dioksit içinde sınıflandırılması ve Etiketleme Envanteri Avrupa Kimyasallar Ajansı (AKA), 7 Ocak tarihinde erişilen, 2021 Üreticileri veya distribütörler olabilir genişletmek uyumlaştırılmış sınıflandırma ve etiketleme .
  71. Topluluk haddeleme eylem planı ( Çorap ait) Avrupa Kimyasallar Ajansı (AKA): Titanyum dioksit , 26 Mart 2019 tarihinde erişti.Şablon: CoRAP durumu / 2018
  72. Fransa tartışmalı beyazlatıcı ajan titanyum dioksiti yasakladı . Spiegel Çevrimiçi, 17 Nisan 2019.
  73. Yönetmelik (AB) 2020/217
  74. Titanyum dioksit: Hala araştırmaya ihtiyaç var . Federal Risk Değerlendirme Bakanlığı, 29 Temmuz 2020.
  75. Gıda güvenliği: AB Komisyonu titanyum dioksitin onaylanmasını yasaklamayı teklif ediyor. İçinde: çevrimiçi zaman . 6 Mayıs 2021, 11 Mayıs 2021'de erişildi .
  76. Titanyum Dioksit / Titanyum Dioksit / CI 77891 | muhtemel yasak İçinde: scriptorium. 24 Mayıs 2021'de alındı (Almanca).
  77. Gıda katkı maddeleri olarak sağlığa zararlı nanopartikülleri yasaklayın. İçinde: parlament.ch . 2019, 28 Ocak 2021'de erişildi .
  78. Peter Fritsche: Tartışmalı boya - titanyum dioksit gitgide daha fazla üründen kayboluyor. İsviçre Radyo ve Televizyonu (SRF), 26 Nisan 2021, erişildi 26 Nisan 2021 .
  79. Jost Maurin / taz.de 30 Mayıs 2021: Tabletlerde güvenli olmayan boya