Schreiben Sie mir einen kurzen Absatz über den Unterschied von Anatase und Rutilkristallkonfigurationen
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Rutile und Anatase sind beide Polymorphe von Titanoxid (TiO2), die ein Tetragonalkristallsystem haben. Da sie den Anteil des oben genannten Kristallsystems haben, sind sie so konzipiert, dass sie eine Gitterform bilden, die aus rechteckigen Prismen besteht, wobei 2 der Dimensionen gleich sind. Wenn es jedoch um die Beziehung zwischen einem gegebenen Titanatom und anderen geht, die es mit Sauerstoffatom teilen, ist Rutile so strukturiert, dass für ein gegebenes Titanmolekül, gibt es 2 Titanatome, die 2 Oxygenmoleküle und 8, die nur eins teilen. Mittlerweile gibt es in Anatase 4 Titanmoleküle, die 2 Sauerstoffatome und 4 teilen, die nur eins teilen. Dieser Unterschied macht es so, dass die Dimensionen des rechteckigen Prismas im Gitter länger sind im Falle von Anatase. Insbesondere die Rutile Gitterstücke sehen aus wie weite, aber kurze Boxen, während Anatase wie eine große und dünne aussieht.
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Nennen Sie mir einige Beispiele, wo jedes verwendet wird.
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Die wichtigsten Anwendungsbereiche sind Farben und Lacke sowie Papier und Kunststoffe, die rund 80 % des weltweiten Titandioxidverbrauchs ausmachen. Weitere Pigmentanwendungen wie Druckfarben, Fasern, Gummi, Kosmetikprodukte und Lebensmittel machen weitere 8 % aus. Der Rest wird in anderen Anwendungen eingesetzt, z.B. in der Herstellung von reinem Titan, Glas- und Glaskeramik, Elektrokeramik, Metallpatina, Katalysatoren, elektrischen Leitern, chemischen Zwischenprodukten oderals Substrat für Phosphorsäureadsorption. Pigment Titandioxid, das 1916 hergestellt wurde, ist aufgrund seiner Helligkeit und seines sehr hohen Brechungsindexes das am weitesten verbreitete weiße Pigment, in dem es nur von wenigen anderen Materialien übertroffen wird (siehe Liste der Brechungsindizes). Titandioxid-Kristallgröße liegt idealerweise bei etwa 220 nm (gemessen durch das Elektronenmikroskop), um die maximale Reflexion des sichtbaren Lichts zu optimieren. Allerdings wird bei Titandioxid häufig ein abnormes Kornwachstum beobachtet,Das Auftreten von abnormem Kornwachstum führt zu einer Abweichung einer kleinen Anzahl von Kristallliten von der mittleren Kristallgröße und verändert das physikalische Verhalten von TiO2. Die optischen Eigenschaften des fertigen Pigments sind hochreinheitsempfindlich. Schon wenige Teile pro Million (ppm) bestimmter Metalle (Cr, V, Cu, Fe, Nb) können das Kristallgitter so stark stören, dass die Wirkung in der Qualitätskontrolle nachgewiesen werden kann. Etwa 4,6 Millionen TonnenTiO2 ist auch ein wirksamer Trübungsmittel in Pulverform, wo es als Pigment verwendet wird, um Weißheit und Deckkraft für Produkte wie Farben, Beschichtungen, Kunststoffe, Papiere, Tinten, Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Medikamente (d.h. Pillen und Tabletten) und die meisten Zahnpasten zu liefern; im Jahr 2019 war es in zwei Dritteln der Zahnpasta auf dem französischen Markt. In Lebensmitteln ist es häufig in Produkten wie Eis zu finden.Cremes, Pralinen, alle Arten von Süßigkeiten, Cremeer, Desserts, Marshmallows, Kaugummi, Gebäck, Aufstriche, Dressings, Kuchen und viele andere Lebensmittel. In der Farbe wird es oft als "brilliant weiß", "die perfekte weiß", "die weißste weiß" oder andere ähnliche Begriffe. Deckkraft verbessert sich durch die optimale Größe der Titandioxid-Partikel. Die irisierende Wirkung in diesen Titanoxid-Partikeln ist anders als die undurchsichtige Wirkung mit üblichen Boden Titanoxid Pigment erhalten durchBergbau, in diesem Fall wird nur ein bestimmter Durchmesser des Partikels berücksichtigt und die Wirkung ist nur auf Streuung zurückzuführen. Dünne Filme Wenn sie als dünne Folie abgelagert werden, machen ihr Brechungsindex und ihre Farbe sie zu einer ausgezeichneten reflektierenden optischen Beschichtung für dielektrische Spiegel; sie wird auch bei der Erzeugung dekorativer dünner Filme wie in "mystic fire topaz" verwendet. Einige Sorten von modifizierten Pigmenten auf Titanbasis, wie sie in funkelnden Farben, Kunststoffen, Oberflächen und Kosmetika verwendet werden – das sind von Menschen hergestellte Pigmente, derenPartikel haben zwei oder mehr Schichten verschiedener Oxide – oft Titandioxid, Eisenoxid oder Aluminiumoxid –, um glitzernde, irisierende und oder perlende Effekte zu haben, ähnlich wie zerkleinerte Glimmer oder Guanin-basierte Produkte. Zusätzlich zu diesen Effekten ist eine begrenzte Farbänderung in bestimmten Formulierungen möglich, je nachdem, wie und in welchem Winkel das fertige Produkt beleuchtet wird und die Dicke der Oxidschicht im Pigmentteilchen; eine oder mehrere Farben erscheinen durch Reflexion, während die andereBei einigen Produkten wird die Titandioxidschicht in Verbindung mit Eisenoxid durch Kalzination von Titansalzen (Sulfate, Chlorate) um 800 °C angebaut Ein Beispiel für ein perlende Pigment ist Iriodin, basierend auf Glimmer mit Titandioxid oder Eisen(III)-oxid beschichtet. Sonnenschutz- und UV-Blockierungspigmente In Kosmetik- und Hautpflegeprodukten wird Titandioxid als Pigment, Sonnenschutzmittel und Verdickungsmittel verwendet. Als Sonnenschutzmittel,Ultrafeine TiO2 wird verwendet, was in Kombination mit ultrafeinem Zinkoxid bemerkenswert ist, es wird als ein wirksamer Sonnenschutz betrachtet, der die Inzidenz von Sonnenbrand senkt und die vorzeitige Photoaging, Photokarzinogenese und Immunsuppression im Zusammenhang mit langfristiger überschüssiger Sonneneinstrahlung minimiert. Manchmal werden diese UV-Blocker mit Eisenoxid-Pigmenten in Sonnenschutz kombiniert, um sichtbaren Lichtschutz zu erhöhen. Titandioxid und Zinkoxid werden im Allgemeinen als weniger schädlich für Korallen angesehenRiffe als Sonnenschutzmittel, die Chemikalien wie Oxybenzon, Octocrylen und Octoxat enthalten. Nanosized Titandioxid findet sich in der Mehrheit der physischen Sonnenschutzmittel wegen seiner starken UV-Licht absorbierenden Fähigkeiten und seine Beständigkeit gegen Verfärbungen unter ultraviolettem Licht. Dieser Vorteil erhöht seine Stabilität und Fähigkeit, die Haut vor ultraviolettem Licht zu schützen. Nanoskalierte (Teilchengröße von 20–40 nm) Titandioxidpartikel werden in erster Linie in Sonnenschutzmittel Lotion verwendet, weil sieStreuen sichtbares Licht viel weniger als Titandioxid-Pigmente, und kann UV-Schutz. Sonnenschutzmittel für Säuglinge oder Menschen mit empfindlicher Haut sind oft auf Titandioxid und / oder Zinkoxid basiert, da diese mineralischen UV-Blocker werden angenommen, dass weniger Hautreizungen als andere UV-absorbierende Chemikalien verursachen. Nano-TiO2 blockiert sowohl UV-A-und UV-B-Strahlung, die in Sonnenschutzmitteln und anderen kosmetischen Produkten verwendet wird. Es ist sicher zu verwenden und es ist besser für die Umwelt als organische UV-Absorber.Die Risikobewertung verschiedener Titandioxid-Nanomaterialien in Sonnenschutzmitteln entwickelt sich derzeit, da sich das nanogroße TiO2 von der bekannten mikronisierten Form unterscheidet. Die rutile Form wird in der Regel in kosmetischen und Sonnenschutzmitteln verwendet, da es keine beobachtete Fähigkeit besitzt, die Haut unter normalen Bedingungen zu beschädigen und eine höhere UV-Absorption zu haben. Im Jahr 2016 kam der wissenschaftliche Ausschuss für Verbrauchersicherheit (SCCS) zu dem Schluss, dass die Verwendung von Nano-Titandioxid (95–100% Rutil, -5% Anatase) alsUV-Filter können als keine Gefahr für schädliche Auswirkungen beim Menschen nach der Anwendung auf gesunde Haut, außer in dem Fall, dass die Anwendung Methode würde zu einem erheblichen Risiko für die Inhalation (dh; Pulver oder Spray-Formulierungen). Diese Sicherheitsmeinung auf nano TiO2 in Konzentrationen von bis zu 25% angewendet. Erste Studien zeigten, dass Nano-TiO2 Partikel könnte die Haut eindringen, die Besorgnis über die Verwendung von nano-TiO2. Diese Studien wurden später widerlegt, wenn entdeckt wurde, dass die TestsDie Methode konnte nicht unterscheiden zwischen eingedrungenen Partikeln und Partikeln, die einfach in Haarfollikeln gefangen sind, und dass mit einer erkrankten oder physisch geschädigten Dermis die wahre Ursache für unzureichenden Barriereschutz sein könnte. SCCS-Forschung stellte fest, dass, wenn Nanopartikel bestimmte photostabile Beschichtungen (z.B. Aluminium, Silica, Cetylphosphat, Triethoxycaprylylsilan, Mangandioxid) hatten, die photokatalytische Aktivität abgeschwächt wurde und keine bemerkenswerte Hautdurchdringung beobachtet wurde; der Sonnenschutz in diesemDie Forschung wurde in Mengen von 10 mg/cm2 für Expositionsperioden von 24 Stunden angewendet. Die Beschichtung von TiO2 mit Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkon oder verschiedenen Polymeren kann den Abbau von Avobenzon minimieren und die UV-Absorption erhöhen, indem ein zusätzlicher Lichtbeugungsmechanismus hinzugefügt wird. TiO 2 wird in Kunststoffen und anderen Anwendungen als weißes Pigment oder Trübungsmittel und für seine UV-beständigen Eigenschaften eingesetzt, bei denen das Pulver Licht – im Gegensatz zu organischen UV-Absorbern – verteilt und UV-Schäden reduziert, hauptsächlich aufgrund derDer hohe Brechungsindex des Partikels.
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