二氧化鈦（TiO2）有三種礦物形式，金紅石、銳鈦礦和板鈦礦，其中金紅石相和銳鈦礦相都是四方晶系，常溫下穩(wěn)定；板鈦礦相屬斜方晶系，晶體結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定，目前在工業(yè)上沒(méi)有太多實(shí)用價(jià)值。

二氧化鈦用于光催化

二氧化鈦是一種兩性氧化物，它在一定的環(huán)境條件下既可以發(fā)生氧化反應(yīng)也可以發(fā)生還原反應(yīng)。當(dāng)被能量大于禁帶寬度（也稱帶隙，Eg）的光照射時(shí)，低能價(jià)帶（VB）上的電子（e-）受到激發(fā)躍遷至高能導(dǎo)帶（CB），在價(jià)帶上留下帶正電荷的空穴（h+），使得光生電子和空穴發(fā)生分離。

導(dǎo)帶上的光生電子是良好的還原劑，把氧氣分子（O2）還原生成超氧負(fù)離子（?O2-），價(jià)帶上的光致空穴則是強(qiáng)氧化劑，將水分子（H2O）氧化生成羥基自由基（?OH），進(jìn)而這些負(fù)離子、自由基可將環(huán)境中的有機(jī)污染物降解成水和二氧化碳。

二氧化鈦光催化機(jī)理示意圖

目前文獻(xiàn)普遍認(rèn)為銳鈦礦相二氧化鈦的光催化活性明顯好于金紅石相二氧化鈦。這主要是由于：

1、銳鈦礦相二氧化鈦的禁帶寬度Eg為3.2eV（對(duì)應(yīng)著387.5nm紫外光的能量），稍大于金紅石相二氧化鈦 (Eg=3.0-3.1eV)，銳鈦礦相二氧化鈦產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)的氧化還原能力略強(qiáng)；

2、銳鈦礦相二氧化鈦晶格中含有較多的缺陷和位錯(cuò)，能產(chǎn)生更多的氧空位來(lái)捕獲電子，致使光生電子和空穴較易分離，而金紅石相二氧化鈦對(duì)氧氣的吸附能力相對(duì)較弱。

因其優(yōu)異的光催化的氧化還原性能，納米二氧化鈦成為光觸媒產(chǎn)品（具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料）的典型代表。將納米二氧化鈦涂布于基材表面，在紫外光及可見(jiàn)光的作用下，能產(chǎn)生強(qiáng)烈的催化降解功能，有效地降解空氣中有毒有害氣體，有效殺滅多種細(xì)菌并將其釋放出的毒素分解及無(wú)害化處理，同時(shí)還具備除甲醛、除臭、抗污、凈化空氣等功能。

二氧化鈦用于涂料顏料、食品添加劑

以白色顏料為主要使用目的的二氧化鈦，又被稱為“鈦白粉”，被譽(yù)為“世界上最好的白色顏料”。他在白色顏料中折射率最高，因此在白色顏料中有著最高的遮蓋力（不透明度）、消色力等光學(xué)性能，同時(shí)白度亮、光澤高、色散好，相比立德粉，用量更省，使用壽命更長(zhǎng)。

鈦白粉在涂料領(lǐng)域的占有率達(dá)到了90%以上，在油墨、塑料橡膠的添加劑、造紙、化學(xué)纖維紡織、化妝品等行業(yè)中也被廣泛使用。

此外，鈦白粉還可在食品添加劑中用于增白和填充。鈦白粉在2010年被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列入2B類致癌物（即對(duì)人可能致癌），并在2020年被歐盟法規(guī)確認(rèn)。普遍認(rèn)為二氧化鈦的致癌性是在納米級(jí)別，且鈦白粉目前是食品行業(yè)中唯一可用的白色素，經(jīng)過(guò)歐洲涂料制造商的努力，2022年11月，鈦白粉被歐盟從致癌物分類中剔除。

但這并不意味著一大眾的防曬霜、防曬噴霧等化妝品足夠安全，用于化妝品中的二氧化鈦正是有致癌風(fēng)險(xiǎn)的納米級(jí)二氧化鈦，納米級(jí)二氧化鈦會(huì)在肺部沉積，引起病變，在使用化妝品的時(shí)候還是要多多注意。