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)上沒有太多實用價值。

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)生氧化反應也可以發(fā)生還原反應。當被能量大于禁帶寬度（也稱帶隙，Eg）的光照射時，低能價帶（VB）上的電子（e-）受到激發(fā)躍遷至高能導帶（CB），在價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）還原生成超氧負離子（?O2-），價帶上的光致空穴則是強氧化劑，將水分子（H2O）氧化生成羥基自由基（?OH），進而這些負離子、自由基可將環(huán)境中的有機污染物降解成水和二氧化碳。

二氧化鈦光催化機理示意圖

目前文獻普遍認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（對應著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-空穴對的氧化還原能力略強；

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

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，在紫外光及可見光的作用下，能產(chǎn)生強烈的催化降解功能，有效地降解空氣中有毒有害氣體，有效殺滅多種細菌并將其釋放出的毒素分解及無害化處理，同時還具備除甲醛、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）、消色力等光學性能，同時白度亮、光澤高、色散好，相比立德粉，用量更省，使用壽命更長。

鈦白粉在涂料領(lǐng)域的占有率達到了90%以上，在油墨、塑料橡膠的添加劑、造紙、化學纖維紡織、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年被國際癌癥研究機構(gòu)列入2B類致癌物（即對人可能致癌），并在2020年被歐盟法規(guī)確認。普遍認為二氧化鈦的致癌性是在納米級別，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險的納米級二氧化鈦，納米級二氧化鈦會在肺部沉積，引起病變，在使用化妝品的時候還是要多多注意。