金红石相在三种晶相中最稳定，板钛矿相和锐钛矿相经加热处理后会发生不可逆的放热反应，而最终转变为金红石相。

图1-2  TiO2的晶体结构参数：(a)金红石型，(b)锐钛矿型

表1-1  TiO2的晶体结构参数

1。4 TiO2的性质与应用

1。4。1 光催化

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，水污染、土壤污染等日益影响到人类的身体健康与正常学习生活，人们越来越重视环境污染问题。半导体材料因光催化性能可在室温下将有机物完全分解为CO2和H2O，不会带来二次污染，这是很多生物法和化学法没法实现的，利用此特点它可将荧光灯与太阳光中含有的紫外光当作激发源，用太阳能来净化环境。半导体光催化剂可降解环境中的有机物，也可氧化除去大气里CH3CHO和NOX等有毒气体。此外，半导体催化剂还具有除臭与杀菌等功能。TiO2有着价格低廉、化学稳定性好、催化活性高等优势，已作为新时代净化材料而应用广泛。近年来，TiO2光催化薄膜得到了普遍研究，在纸、木料、玻璃、陶瓷、塑料、无织布等多种基材的表面已获得应用，如何有效地运用TiO2透明薄膜与生活空间里微弱的紫外光源配合构成的光催化系统已成为一个倍受重视的领域。

纳米TiO2被作为光催化剂，可避免利用活性炭等有吸附作用的活性物质来净化水和空气时，污染物从一相转到另一相，而污染物自身却难于处理的问题。在水和空气的净化中，尤其是在室内空气和饮用水的杀菌与深度净化方面展现出巨大的应用潜力，越来越受到人们的聚焦。

1。4。2 抗菌作用 

TiO2促使污染物被分解、细菌死亡的过程[5]大体上为：

(1) 因紫外光的照射，e--h+对在TiO2表面产生，成为光催化反应活性点；

(2) 有机污染物将被纳米TiO2表面的羟基和吸附水吸附；

(3) 空穴与电子的氧化还原作用可以生成过氧化物自由基和羟基自由基；

(4) 当碰到细菌时，细胞被活性强的自由基进犯，不饱和键被破坏，细菌脂类分解（多肽链断裂和糖类解聚），蛋白质也变异，细菌被致死。

1。4。3 颜色效应 

纳米TiO2有随着粒径转变的光学效应，尤其是金红石型TiO2拥有随角度而变色的效应。云母珠光颜料或光亮铝粉与纳米TiO2一同用在涂料系统时，涂层的照光处会出现一种金黄色亮光，在侧光区可反射了蓝色的光晕，能增大金属面漆色彩的饱满度，在汽车的面漆中，是最关键和最有发展前景的颜料。纳米TiO2除了可以增强轿车面漆的装潢效果外，因其拥有很强的接受紫外线的性能，可显著地提高轿车面漆的耐候能力。加入适量的纳米TiO2到建筑外墙的涂料中，也可将乳胶漆的耐候能力提高到新一层的品级。

1。4。4 防雾自洁 

因TiO2具有亲水性，即水的接触角非常小而无法形成水滴，水在玻璃、镜子表面会形成均匀水膜而达到防雾自洁效果。TiO2光催化剂在自清洁的系列家电(如自清洁空调，自清洁洗衣机，自清洁电冰箱，自清洁厨房设备等)方面的应用可以实现甚至产业化。同时可利用光催化表面的光催化活性和超亲水性来制备防雾自洁的光催化薄膜材料，如眼镜、车玻璃、浴室镜子、汽车后视镜和高层建筑窗玻璃等很多玻璃产品。文献综述

1。4。5 传感器方面的应用 

TiO2不仅可应用于压敏、湿敏元件，还可作为传感器材料来检测出O2与多种可燃性气体如CO、H2等，尤其是作为汽车尾气传感器，借助于尾气中O2含量的测定，可控制和减少尾气中NOx与CO2的污染。现在，主要研制半导体薄膜与有电阻型TiO2厚膜结合的氧传感器。此传感器因成本较低、体积不大、结构简易而备受关注。