亚氧化钛（Subóxido de titanio en fase Magneli (Ti4O7) CAS 107372-98-5）是一种无机功能材料，俗称钛黑，外观为蓝黑色流动性粉末，无毒，热稳定性好，具有较高的析氢析氧电位,耐腐蚀、耐磨损、导电性能优异，有良好的化学稳定性。广泛应用于电催化氧化污水处理、海洋防腐、导电添加等行业。

magneli相亚氧化钛的晶体结构可以看作是由二氧化钛的二维链组成的网络结构,中心有多个钛原子,顶端有氧原子,呈八面体结构。由于每4层中TiO2结构发生一次氧缺陷，随之形成一个TiO层结构,它与相邻TiO2层是以氧原子表面共用的方式相接,从而形成一个共用氧原子剪切面。由于氧原子的空位,TiO层形成垂直于表面的共享边缘，导致钛原子靠得更近，形成导电带。此外，在TiO层两侧的TiO2层可以包裹钛亚氧化物的导电带,这决定了Ti407的强抗腐蚀性.

相关参数

应用领域

1、电极材料：

亚氧化钛具有特别优秀的化学稳定性和抗腐蚀能力在强酸强碱环境下都非常稳定,超过绝大多数工业常用的电极材料,包括其母体钛金属.在能腐蚀钛金属的一些强蚀刻液(包括氟化物，盐酸等)中稳定，如4 0%的硫酸或草酸能严重腐蚀钛金属,但是亚氧化钛却几乎是惰性的.

2、电氧化污水处理领域：

由于亚氧化钛电极的析氧电势高，有利于阳极氧化，可广泛应用于电催化降解有机污染物和垃圾渗滤液,电催化处理苯酚废水,印染废水处理,油田废水处理,医院污水处理以及电解海水制氢，海水淡化，电解水消毒和臭氧的制造。

3、传统铅酸电池

以亚氧化钛构建的双极性铅蓄电池2012年在美国Atraverda公司投入销售，并计划持续扩大40%, 20%, 20%, 40%高100%以上。而且，双极性蓄电池更加环保。因为在制造过程中，少用50%的铅，可以少产生80 %的二氧化碳。双极性蓄电池可以100%回收利用，比其他蓄电池，例如锂技术蓄电池，也要便宜得多。

4、新能源电池：

亚氧化钛(Ti4O7)可以增强与PbO2的结合力，并在充放电过程中保持孔形状和孔率，所以提高正极活性物的成形性和活性物的利用率。用少量的亚氧化钛(Ti4O7)纤维15%.

亚氧化钛在锂电池中作为正极导电添加剂代替传统Sup er-P石墨导电粉，可以提高正极物质的导电性和电流分布均匀性,提高活性,抬高电池放电平台,提高利用率。初步试验显示放电电压提高5%，放电能量相应提高。

5、阴极保护和防腐领域：

由于亚氧化钛具备高导电（优于石墨烯）、耐酸碱、紫外吸收，热稳定性高，在水和树脂中具有良好的分散性能，着色力强，环保无毒等，可广泛用于海洋工程、化工装备的阴极保护和防腐领域。因亚氧化钛具备“导电+惰性”双重特性，尤其适合严苛环境下的长效防护。例如：将亚氧化钛颗粒添加到防腐涂料（如环氧、聚氨酯）中。通过亚氧化钛的导电性，促进涂层中电荷均匀分布，避免局部电偶腐蚀,比传统惰性填料更长效,研究表明,使用添加亚氧化钛的防腐涂层后,其建立阴保状态用时更短,阴极保护持续时间更长.

6、颜料领域：

由于亚氧化钛的导电性（尤其是Magnéli相钛氧化物，如Ti₄O₇）使其可用于制备防静电或导电颜料。用于涂料、油墨中，提供静电消散功能（如电子设备外壳、防爆环境）；替代传统碳黑导电颜料,实现深色或黑色导电涂层,且耐候性更优.

同时，亚氧化钛的晶体结构对可见光有强吸收，呈现深灰至黑色,且化学稳定性高（耐酸、耐高温）、比传统炭黑颜料更耐高温（适用于陶瓷、高温涂料）、并且无毒环保，可能替代含钴或铬的有毒黑色颜料，通过与TiO₂复合，亚氧化钛可调控光催化活性，减少紫外线降解,延长颜料寿命,提升涂层的耐久性和抗污性。此外通过控制亚氧化钛的颗粒形貌和尺寸，可产生金属光泽或干涉色,用于汽车涂料、装饰性涂层.

亚氧化钛（Ti₄O₇）凭借其独特的Magnéli相结构和高导电性,在电池、环保、防腐等领域表现卓越。作为双极性铅蓄电池核心材料，显著降低铅耗量及碳排放；电催化污水处理中高效降解苯酚、印染废水；电镀领域抗氟离子腐蚀，电极尺寸稳定.

亚氧化钛 Subóxido de titanio en fase Magneli (Ti4O7) CAS 107372-98-5 Pureza ≥95,0%

Surge un nuevo material tecnológico negro - ¿Cómo el subóxido de titanio en fase Magneli (Ti4O7) (CAS 107372-98-5) reescribirá el futuro de la industria?

El subóxido de titanio en fase Magneli (Ti4O7) (CAS 107372-98-5) es un material funcional inorgánico, comúnmente conocido como negro de titanio. Aparece como un polvo fluido azul-negro, no tóxico, con buena estabilidad térmica, altos potenciales de evolución de hidrógeno y oxígeno, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, excelente conductividad eléctrica y buena estabilidad química. Se utiliza ampliamente en el tratamiento de aguas residuales por oxidación electrocatalítica, prevención de la corrosión marina y aditivos conductores, entre otras industrias.




La estructura cristalina del subóxido de titanio en fase Magneli (Ti4O7) (CAS 107372-98-5) puede considerarse como una estructura de red compuesta de cadenas bidimensionales de dióxido de titanio. Hay múltiples átomos de titanio en el centro y átomos de oxígeno en la parte superior, formando una estructura octaédrica. Debido a la deficiencia de oxígeno en cada 4 capas de la estructura de TiO2, se forma una estructura de capas de TiO, que está conectada con capas de TiO2 adyacentes a través de la superficie de los átomos de oxígeno, formando así un plano de corte compartido de átomos de oxígeno. Debido a las vacantes de los átomos de oxígeno, la capa de TiO forma un borde compartido perpendicular a la superficie, lo que hace que los átomos de titanio estén más cerca, formando una banda conductora. Además, las capas de TiO2 en ambos lados de la banda conductora de subóxido de TiO pueden encapsular la banda conductora de Ti4O7, lo que determina la fuerte resistencia a la corrosión del Ti4O7.

Parámetros relacionados




Campos de aplicación

1. Materiales de los electrodos:

El subóxido de titanio en fase Magneli (Ti4O7) (CAS 107372-98-5) tiene una estabilidad química y una resistencia a la corrosión particularmente excelentes, siendo estable en ambientes ácidos y alcalinos fuertes, superando a la mayoría de los materiales de electrodos industriales comúnmente utilizados, incluido su material original, el metal titanio. Es estable en algunos líquidos de grabado fuertes que corroen el titanio metálico (incluidos fluoruros, ácido clorhídrico, etc.), como el ácido sulfúrico al 40% o el ácido oxálico, que pueden corroer gravemente el titanio metálico, pero el subóxido de titanio es casi inerte.


2. Campo de tratamiento de aguas residuales por electro-oxidación:

Debido al alto potencial de evolución de oxígeno de los electrodos de subóxido de titanio, favorece la oxidación del ánodo y puede usarse ampliamente en la degradación electro-catalítica de contaminantes orgánicos y lixiviados de vertederos, tratamiento electro-catalítico de aguas residuales de fenol, tratamiento de aguas residuales de impresión y teñido, tratamiento de aguas residuales de yacimientos petrolíferos, tratamiento de aguas residuales hospitalarias y electrólisis de agua de mar para producción de hidrógeno, desalinización de agua de mar, desinfección de agua por electrólisis y producción de ozono.


3. Baterías tradicionales de plomo-ácido

En 2012 la empresa estadounidense Atraverda lanzó al mercado una batería bipolar de plomo/ácido construida con subóxido de titanio y planea ampliar continuamente la producción. Las baterías que fabrican son un 40 % más ligeras, un 20 % más pequeñas, tienen un aumento del 40 % en la densidad de energía y un aumento del 100 % en la vida útil en comparación con las baterías tradicionales de plomo/ácido. Además, las baterías bipolares son más respetuosas con el medio ambiente. Porque en el proceso de fabricación se utiliza un 50% menos de plomo, lo que se traduce en un 80% menos de emisiones de dióxido de carbono. Las baterías bipolares se pueden reciclar al 100%, lo que resulta mucho más económico que otras baterías, como las de tecnología de litio.





4. Baterías de nueva energía:

El subóxido de titanio en fase Magneli (Ti4O7) (CAS 107372-98-5) puede mejorar la fuerza de unión con PbO2 y mantener la forma y la porosidad de los poros durante la carga y descarga, mejorando así la formación y la tasa de utilización del material activo. Agregar una pequeña cantidad de fibras de subóxido de titanio (Ti4O7) a la batería descargada del automóvil puede aumentar la capacidad de la batería entre un 15 y un 17 %.



El subóxido de titanio en fase Magneli (Ti4O7) (CAS 107372-98-5) se puede utilizar como aditivo conductor de electrodo positivo en baterías de litio en lugar del tradicional polvo conductor de grafito Super-P, que puede mejorar la conductividad del material del electrodo positivo, la uniformidad de la distribución de corriente, aumentar la actividad, elevar la plataforma de descarga y mejorar la utilización. Las pruebas preliminares muestran que el voltaje de descarga aumenta en un 5% y la energía de descarga aumenta en consecuencia.




5. Protección catódica y campo anticorrosión: debido a su alta conductividad (superior al grafeno), resistencia a ácidos y álcalis, absorción de rayos UV, alta estabilidad térmica, buen rendimiento de dispersión en agua y resinas, fuerte capacidad colorante y respeto al medio ambiente sin toxicidad, el óxido de dióxido de titanio puede usarse ampliamente en ingeniería marina, protección catódica de equipos químicos y campos anticorrosión. Debido a que el óxido de dióxido de titanio posee las características duales de "conductividad + inercia", es particularmente adecuado para la protección a largo plazo en ambientes hostiles. Por ejemplo: agregar partículas de óxido de dióxido de titanio a recubrimientos anticorrosivos (como epoxi, poliuretano). A través de la conductividad del óxido de dióxido de titanio, promueve la distribución uniforme de cargas en el recubrimiento y evita la corrosión electroquímica local, brindando una protección más duradera que los rellenos inertes tradicionales. Los estudios han demostrado que después de usar recubrimientos anticorrosivos con óxido de dióxido de titanio agregado, se necesita menos tiempo para establecer un estado de protección catódica y la duración de la protección catódica es más larga.

6. Campo de pigmentos:

Debido a la conductividad del óxido de dióxido de titanio (especialmente el óxido de titanio en fase Magnéli, como Ti₄O₇), se puede utilizar para preparar pigmentos antiestáticos o conductores. Se utiliza en recubrimientos y tintas, proporcionando una función de disipación estática (como carcasas de equipos electrónicos, entornos a prueba de explosiones); reemplazando los pigmentos conductores tradicionales de negro de carbón para lograr recubrimientos conductores oscuros o negros, y con mejor resistencia a la intemperie.

Al mismo tiempo, la estructura cristalina del óxido de dióxido de titanio tiene una fuerte absorción de la luz visible, presentándose de color gris oscuro a negro, y tiene una alta estabilidad química (resistente a los ácidos, altas temperaturas), más resistente a las altas temperaturas que los pigmentos tradicionales de negro de humo (adecuados para cerámica, revestimientos de alta temperatura), y no es tóxico y es respetuoso con el medio ambiente. Puede reemplazar los pigmentos negros tóxicos que contienen cobalto o cromo. Al combinarse con TiO₂, el óxido de dióxido de titanio puede regular la actividad fotocatalítica, reducir la degradación ultravioleta, prolongar la vida útil de los pigmentos y mejorar la durabilidad y la resistencia a las manchas de los recubrimientos. Además, controlando la morfología y el tamaño de las partículas de óxido de dióxido de titanio, se pueden producir brillo metálico o colores de interferencia, utilizados en revestimientos para automóviles y revestimientos decorativos.

El óxido de dióxido de titanio (Ti₄O₇) demuestra un rendimiento sobresaliente en campos como baterías, protección ambiental y anticorrosión debido a su estructura de fase Magnéli única y su alta conductividad. Como material central para baterías bipolares de plomo/ácido, reduce significativamente el consumo de plomo y las emisiones de carbono; degrada eficientemente las aguas residuales con fenol y colorantes en el tratamiento electroquímico de aguas residuales; en el campo de la galvanoplastia, resiste la corrosión de los iones fluoruro y tiene un tamaño de electrodo estable.