이산화 타이타늄

이산화 타이타늄
	섬네일을 만드는 중 오류 발생:
	The unit cell of rutile
이름
	IUPAC 이름 Titanium dioxide; Titanium(IV) oxide
	별칭 Titania; Rutile; Anatase; Brookite
식별자
CAS 번호	13463-67-7 섬네일을 만드는 중 오류 발생: ;
3D 모델 (JSmol)	Interactive image;
ChEBI	CHEBI:32234 섬네일을 만드는 중 오류 발생: ;
ChEMBL	ChEMBL1201136 섬네일을 만드는 중 오류 발생: ;
ChemSpider	24256 섬네일을 만드는 중 오류 발생: ;
ECHA InfoCard	모듈:Wikidata 927번째 줄에서 Lua 오류: attempt to index field 'wikibase' (a nil value). 모듈:Wikidata 927번째 줄에서 Lua 오류: attempt to index field 'wikibase' (a nil value).
E 번호	모듈:Wikidata 927번째 줄에서 Lua 오류: attempt to index field 'wikibase' (a nil value).
KEGG	C13409 섬네일을 만드는 중 오류 발생: ;
PubChem CID	26042;
RTECS 번호	XR2775000;
UNII	15FIX9V2JP 섬네일을 만드는 중 오류 발생: ;
CompTox Dashboard (EPA)	{{#property:P3117}}모듈:EditAtWikidata 29번째 줄에서 Lua 오류: attempt to index field 'wikibase' (a nil value).;
	InChI InChI=1S/2O.Ti 섬네일을 만드는 중 오류 발생: Key: GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 섬네일을 만드는 중 오류 발생: ; InChI=1/2O.Ti/rO2Ti/c1-3-2 Key: GWEVSGVZZGPLCZ-TYTSCOISAW;
	SMILES O=[Ti]=O;
성질
화학식	TiO; 2
몰 질량	79.866 g/mol
겉보기	White solid
냄새	Odorless
밀도	4.23 g/cm3 (rutile); 3.78 g/cm3 (anatase);
녹는점	1,843 °C (3,349 °F; 2,116 K)
끓는점	2,972 °C (5,382 °F; 3,245 K)
물에서의 용해도	Insoluble
띠간격	3.05 eV (rutile)
자화율 (χ)	+5.9·10−6 cm3/mol
굴절률 (nD)	2.488 (anatase); 2.583 (brookite); 2.609 (rutile);
열화학
표준 몰 엔트로피 (So298)	50 J·mol−1·K−1
표준 생성 엔탈피 (ΔfH⦵298)	−945 kJ·mol−1
위험
물질 안전 보건 자료	ICSC 0338
EU classification (DSD) (outdated)	Not listed
NFPA 704 (파이어 다이아몬드)	오류: 그림이 잘못되었거나 존재하지 않습니다. 0 1 0
인화점	Non-flammable
	NIOSH (미국 건강 노출 한계):
PEL (허용)	TWA 15 mg/m3
REL (권장)	Ca
IDLH (직접적 위험)	Ca [5000 mg/m3]
관련 화합물
다른 양이온	Zirconium dioxide; Hafnium dioxide
관련 Titanium oxides	Titanium(II) oxide; Titanium(III) oxide; Titanium(III,IV) oxide
관련 화합물	Titanic acid
	달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨. 섬네일을 만드는 중 오류 발생: 확인 (관련 정보 섬네일을 만드는 중 오류 발생: 섬네일을 만드는 중 오류 발생: ?) 정보상자 각주

이산화 타이타늄(titanium dioxide)은 이산화 티타늄 또는 이산화 티탄이라고도 불리며, 화학식은 TiO₂이다. 전이금속인 타이타늄 원자 하나와 산소 원자 2개가 결합된 분자로서 분자량은 79.866g/mol이며, 무미무취의 흰색 가루이다. 타이타늄을 공기 중에 노출시키면 쉽게 산소와 반응하여 이산화 타이타늄 피막을 형성한다.

성질

산화력이 매우 크다.
은폐력이 커서 거의 모든 용매에 녹지 않는다.
굴절률이 매우 큰 이방성을 나타내고 산란성도 크다.
매우 안정한 물질이다.
비독성이다.
- 보통 생물학적으로 반응을 하지 않아 환경 및 인체에 무해하다고 이야기하나 발암 가능 물질이라는 의견이 분분하다 하지만 WHO논문에 따르면 인간에 대한 발암성의 증거는 불충분 하며 실험동물에게만 적용되었다는 결과가 도출되었다.^[4]
이산화 타이타늄이 20nm정도로 작은 크기일 때 내피세포누출을 유도하는 메커니즘 일부 발표되었다
판타이타늄석(brookite), 예추석(anatase), 금홍석(rutile)의 동질다상 형태로 존재한다.
산화력이 커서 항균 작용이 크고, 악취제거 및 살균작용이 있다.
절연체이다.

일반적 쓰임

자외선 차단제 및 화장품 등으로 쓰인다.
흰색의 도료로서 널리 쓰인다.(물감, 유약, 잉크, 수정액, 페인트 등)
산화력이 커 광촉매로 사용된다.
상을 선명하게 하여 식품첨가제로 쓰인다.
항균제, 악취제거 및 살균제로 쓰인다.
반도체 물질 및 태양전지 셀 및 코팅 물질로 쓰인다.

제조

현재 공업적으로 제조되고 있는 이산화 타이타늄의 양은 세계적으로 연간 약 300만톤이다. 생산되는 이산화 타이타늄은 여러 용도로 쓰인다. 이 중에서 백색 도료로서 사용되는 양이 전체 이산화 타이타늄 사용량의 약 90%를 차지한다. 공업적으로 이산화 타이타늄을 제조하는 방법은 크게 황산법과 염소법 2가지로 나뉜다.

황산법

TiOSO₄의 수용액을 열가수분해해서 얻어진 침전물인 예추석형의 TiO₂ 미립자를 800~1000 °C로 소성하여 성장시킨 후 원하는 크기의 TiO₂를 얻는 방법이다. 소성공정의 종자 첨가 조절에 의해 예추석형, 금홍석형 등의 원하는 결정을 제조할 수 있다. (위의 성질 문단 참고)

염소법

TiCl₄의 가열증기를 가열산소와 반응시켜 고온 기상에서 TiO₂입자를 형성시키는 방법이다. 황산법과는 다르게 금홍석형만이 제조된다.

그 외의 제조법

이산화 타이타늄 박막을 제조하는 공법으로서 CVD공법(Chemical Vapor Deposition)이나, 졸겔법, 양극산화법(Anodization) 등의 제조법이 있다.

광촉매로서의 적합성

광촉매로서 쓰이기 위해서는 우선 안정해야 하며, 빛을 흡수하여 다른 물질을 산화시키는 능력이 뛰어나야 한다. 이산화 타이타늄은 이러한 면에 있어서 뛰어난 적합성을 보여주는데, 더욱이 생물체에 영향을 주지 않는 무독성이 큰 장점을 작용한다(이에 한 연구에서 암을 유발할 수도 있다는 것도 밝혀짐)는 3.0~3.2eV로 상대적으로 큰 편이기 때문에 자외선(u.v;ultraviolet wave)영역의 빛을 흡수하여 광촉매 역할을 수행한다. 특히, 385nm 파장의 빛을 이용한다. 하지만 다른 염료나 색상을 띠는 유기물과 섞여 광촉매 역할을 수행하면 가시광선(visible light)영역의 빛으로도 광촉매 역할을 수행할 수 있다.

같이 보기

참고 문헌

파일:Commons-logo.svg

위키미디어 공용에 [{{fullurl:Commons:모듈:WikidataIB 508번째 줄에서 Lua 오류: attempt to index field 'wikibase' (a nil value).|uselang=ko}} 이산화 타이타늄] 주제와 관련된 미디어 분류가 있습니다.

고활성 미분체 TiO₂ 광촉매계의 제조 및 응용성 개발(최종 보고서), 1999, 산업 자원부.
분자수준화학 응용기술 개발사업; 티탄 산화물소재 연구, 1998, 한국화학연구소, 과학 기술부
KISTI <글로벌동향브리핑(GTB)> 2009.11.17일자 <<티타늄 독성의 새로운 기작 밝혀져>>에서 URL: <<http://mirian.kisti.re.kr/gtb_trend/class_gtb/class_gtb_v.jsp>> 2009.12.14발췌
A mixture of anatase and rutile TiO2 nanoparticles induces histamine secretion in mast cells

각주

↑ Nowotny, Janusz (2011). 《Oxide Semiconductors for Solar Energy Conversion: Titanium Dioxide》. CRC Press. 156쪽. ISBN 9781439848395.
↑ ^가 ^나 Zumdahl, Steven S. (2009). 《Chemical Principles 6th Ed.》. Houghton Mifflin Company. A23쪽. ISBN 978-0-618-94690-7.
↑ ^가 ^나 ^다 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. “#0617”. 미국 국립 직업안전위생연구소 (NIOSH).
↑ “World health organization International agency for research on cnacer” (PDF). 《IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans VOLUME 93》 (LYON, FRANCE). 2010.

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[Nowotny-1] Nowotny, Janusz (2011). 《Oxide Semiconductors for Solar Energy Conversion: Titanium Dioxide》. CRC Press. 156쪽. ISBN 9781439848395.

[b1-2] 가 ^나 Zumdahl, Steven S. (2009). 《Chemical Principles 6th Ed.》. Houghton Mifflin Company. A23쪽. ISBN 978-0-618-94690-7.

[PGCH-3] 가 ^나 ^다 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. “#0617”. 미국 국립 직업안전위생연구소 (NIOSH).

[4] “World health organization International agency for research on cnacer” (PDF). 《IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans VOLUME 93》 (LYON, FRANCE). 2010.

[1]

[2]

[3]

[4]