二氧化鈦（英文名稱：Titanium Dioxide），無機化合物，由鈦元素和氧元素組成。俗稱鈦白粉、鈦白，化學式為TiO2，摩爾質量為79.866g/mol，密度為4.26g/cm3。二氧化鈦為白色無定形粉末的兩性氧化物，具有穩定的化學性質，微熱即成黃色，強熱即成棕色，無臭，無味，不溶于水、脂肪酸和其他有機酸及弱無機酸，微溶于堿和熱硝酸。二氧化鈦在自然界中有三種結晶形態，即金紅石型、銳鈦礦型和板鈦礦型，此外還有數種高壓相及人工合成的晶型，其中只有金紅石型是最穩定的，其他兩種晶形都會在高溫下轉化為金紅石型。二氧化鈦可由金紅石用酸分解提取或由氯化鈦分解得到，制備方法包括硫酸法、水解法和氯化法。
二氧化鈦因其具有很強的著色力和較大的折射率，在化工領域應用廣泛；二氧化鈦的熔點很高，也被用來制造耐火玻璃，釉料，琺瑯、陶土、耐高溫的實驗器皿等。是合成纖維最理想的消光材料；是電焊條表層藥皮中的主要成分；可以用來生產各種高技術領域中的功能陶瓷元件。納米二氧化鈦顆粒可以用于復合食品包裝材料中；是用于防曬的化妝品中最常用的無機化合物添加劑。
自然來源
鈦以多種礦物組分存在，其中有四種礦可用作制造二氧化鈦的原料：鈦鐵礦、金紅石、銳鈦礦和白鈦石。據美國地質調查局統計，全球鈦礦儲量8.17億噸，其中鈦鐵礦資源儲量為7.7億噸，約占94.2%；金紅石資源儲量0.47億噸，約占5.8%。除南極洲外，其余六大洲均有豐富的鈦礦資源，分布在三十多個國家。鈦鐵礦資源主要集中在中國、澳大利亞、印度、 南非和巴西等國；金紅石鈦礦資源量則主要分布在澳大利亞、南非、印度和塞拉利昂。
理化性質
物理性質
二氧化鈦為白色無定形粉末，化學式為TiO2，無味，無臭，不溶于水，摩爾質量為79.866g/摩爾，密度為3.9g/cm3~4.3g/cm3，熔點為1850℃，沸點為2500℃~3000℃（銳鈦型和板鈦型二氧化鈦在高溫下都會轉變成金紅石型，因此板鈦型和銳鈦型二氧化鈦的熔點和沸點實際上是不存在的。只有金紅石型二氧化鈦有熔點和沸點）
光學性質
①二氧化鈦的折射率為2.61（金紅石型大于銳鈦型）。
②二氧化鈦對藍光的反射最強，因此看起來呈藍白色。
③二氧化鈦的平均粒徑在0.2μm時，遮蓋力最強。
④二氧化鈦具有不透明度，是由其光學本質與周圍介質折射率之差造成的。
⑤將二氧化鈦加熱到200℃~600℃，二氧化鈦會變成黃褐色，冷卻后又恢復原色，這種現象稱為光色互變現象。發生這種現象的原因是二氧化鈦具有光化學活性。
其他
二氧化鈦的介電常數較高，例如金紅石型的粉末平均值為114，銳鈦礦型為48，因此具有優良的電學性能。金紅石型的介電常數隨晶體方向不同而變化，與c軸平行時為180，與c軸垂直時為90；二氧化鈦具有半導體的性能；二氧化鈦雖有親水性，但吸濕性不太強，金紅石型較銳鈦型小。二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有一定關系，表面積大，吸濕性高，它還與表面處理及性質有關。
化學性質
二氧化鈦的化學性質極為穩定，是一種偏酸性的兩性氧化物；常溫下幾乎不與其他元素和化合物反應，不溶于水、脂肪酸和其他有機酸及弱無機酸，微溶于堿和熱硝酸。懸浮在某些有機介質中時，在光作用下，二氧化鈦可發生連續的氧化還原反應，具有光化學活性。
與酸反應
二氧化鈦在長時間煮沸的條件下，能完全溶于硫酸和氫氟酸，分別生成硫酸鈦或硫酸氧鈦及氟鈦酸。其反應方程式如下：
與堿性物質反應
二氧化鈦能溶于堿，與強堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀）或堿金屬碳酸根（碳酸鈉、碳酸鉀）熔融，可轉化為溶于酸的偏鈦酸。
與金屬氧化物反應
二氧化鈦與氧化鈉、過氧化鋇、氧化鉛、氧化鋅等金屬氧化物在不同的條件下反應生成不同的產物。
應用領域
化工領域
二氧化鈦具有很強的著色力和較大的折射率，在化工領域應用廣泛。在涂料中使用二氧化鈦生產出的涂料色彩鮮艷、遮蓋力高、著色力強、耐候性好、耗油量也比較低；在紙張中添加二氧化鈦可以賦予紙張不透明度和白度；在橡膠中二氧化鈦除了用作著色劑外，還有補強、填充、防老化的作用；在塑料制品中的應用二氧化鈦，除了利用它的高遮蓋力、消色力以及與其他顏料拼用性能好外，它還能改善塑料制品的機械強度和電性能。
化學纖維
化學纖維在紡絲前要加入消光劑消光。二氧化鈦是合成纖維最理想的消光材料，二氧化鈦在所有白色顏料里的折射率最高（顏料與纖維的折射率相差越大其消光效果越明顯）
油墨
因為在白色顏料中只有二氧化鈦具有高的遮蓋力、顏料體積濃度高，且能均勻分散在展色劑中，所以是高級白色油墨和淺色油墨不可缺少的色料。
電焊條
二氧化鈦是電焊條表層藥皮中的主要成分，它是焊藥的良好的造渣劑、脫氧劑、稀釋劑、粘結劑和穩定劑。
冶金
二氧化鈦在冶金工業中可用于制造各種超高溫合金鋼、不銹鋼、鎢鋼、非鐵合金、砂鋼片以及Ti-Fe和Ti-AI中間合金的原料。
電子陶瓷
由于二氧化鈦的介電常數、電阻率都很高，用它制成的鈦酸鹽大量用于制造各種電容器陶瓷、壓電陶瓷、熱敏陶瓷及透明電光陶瓷等的材料。利用它的電磁性能、光學性能、半導體性能等，可以用來生產各種高技術領域中的功能陶瓷元件。
食品領域
納米二氧化鈦顆粒作為一種新型材料，是一種無機化合物光催化抗菌材料，在光照下能夠起到抗菌的作用，并且殺菌范圍廣、速度快、殺菌效率高的特點，可將其融入復合食品包裝材料中，可防止微生物和有機化合物對食品的污染。
醫藥領域
納米二氧化鈦在醫學可以用于抗菌；在口腔醫學上是制作義齒常用的材料；還可以用于臨床上腫瘤的診斷與治療。
染料敏化太陽能電池
納米晶TiO2太陽能電池是將一種色素附著在TiO2粒子上，然后浸泡在一種電解液中，色素受到光的照射，生成自由電子和空穴，自由電子被TiO2吸收，從電極流出進入外電路，再經過用電器，流入電解液，最后回到色素中。染料敏化太陽能電池結構簡單，不需要高精度的工藝設備，而且所需要的材料和電解質較廉價，染料成本隨規模化生產而降低，且環境友好。
日化領域
二氧化鈦在化妝品領域有很大的應用價值，是用于防曬的化妝品中最常用的無機化合物添加劑。由于納米TiO2具有粒徑小、比表面積大、安全無毒、透明、遮蓋力強、能反射、散射和吸收紫外線的特點，所以對紫外線有更強的阻隔力。
制備方法
硫酸法
用硫酸法生產鈦白粉，是采用濃硫酸將鈦鐵礦分解為可溶性的鈦鹽。然后分離去硫酸亞鐵，再進行水解變成偏鈦酸，經洗滌、煅燒和表面處理而得鈦白粉。其反應式如下：
水解法
氯化鈦經精制后，用電導水水解，經灼燒，得到高純二氧化鈦。
氯化法
鈦鐵礦經氯化后得到四氯化鈦，經精制后，用空氣氧化，經后處理得到二氧化鈦。 當反應進行時，前驅體的數量逐漸趨于飽和狀態時，二氧化鈦開始形核，四氯化鈦和氧氣在表面吸附解離，這種行為有助于晶核生長。二氧化鈦的晶體通過一定的團簇方式長大，通過后續處理后可以得到工業上需要的晶體結構，并達到滿足要求的粒徑。
分子結構
TiO2共有十二種結晶形態，自然界中有三種結晶形態，即金紅石型、銳鈦礦型和板鈦礦型。其中銳鈦型結構是由TiO6八面體共邊組成，而金紅石型和板鈦型結構都是由TiO6八面體共頂點且共邊組成。金紅石型、銳礦型和板鈦型的基本結構單元見下圖。
TiO2的三種同分異構體中只有金紅石型最穩定，也只有金紅石型可通過熱轉換獲得。銳鈦型在常溫下是穩定的，但在高溫下要向金紅石型轉化，其轉化強度與制造方法及煅燒過程中是否加有抑制或促進劑等條件有關。金紅石型和銳鈦型都屬于四方晶系，但具有不同的晶格。金紅石型的晶體細長，呈針形，通常是孿晶；而銳鈦型一般近似規則的八面體。板鈦型屬正交晶系，是不穩定的晶型，在650℃以上即轉化成金紅石型，因此在工業上沒有實用價值。
安全事宜
安全標識
GHS分類
健康危害
二氧化鈦屬于低毒類物質。動物吸入二氧化鈦粉塵，未能證明對肺組織有特殊毒性作用。長期吸入二氧化鈦粉塵的工人，肺部無任何變化，也沒有產生接觸性皮炎、過敏反應和被皮膚吸收。2017年10月27日，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，將二氧化鈦列為2B類致癌物清單。
食品添加劑法規
中國：允許
美國：依照21CFR73.575一般公認安全，允許。
英國和歐洲：依照1994年6月30日歐盟議會委員會94/36號公告“關于色素在食品中的應用”允許使用。
加拿大：允許
澳大利亞：不允許
參考資料 >
Titanium Dioxide | TiO2 - PubChem.PubChem.2023-03-15
二氧化鈦 .物競數據庫.2025-08-16
世界衛生組織國際癌癥研究機構致癌物清單.國家藥品監督管理局.2023-07-10
美白神器二氧化鈦被紅牌罰下，食品添加劑行業格局再度刷新?.澎湃新聞.2023-06-19