金红石

<a href="https://vibaike.com/118370/" target="_blank">金红石是矿物主要组成的二氧化钛（二氧化钛₂），并且是TiO 2的最常见的天然形式₂。TiO ₂的其他稀有多晶型物是已知的，包括锐钛矿、赤铁矿和板钛矿。

金红石在任何已知晶体的可见光波长处具有最高的折射率之一，并且还具有特别大的双折射和高色散。由于这些特性，可用于制造某些光学元件，尤其是偏振光学元件，以用于更长的可见光和红外波长，最高可达约4.5μm。

天然金红石可能含有高达10％的铁以及大量的铌和钽。金红石得名于拉丁 rutilus，红色，是指在透射光下观察到的一些标本中的深红色。金红石最早是由亚伯拉罕·戈特洛布·沃纳（Abraham Gottlob Werner）于1803年描述的。

金红石具有四边形晶胞，其晶胞参数a = b = 4.584Å，c = 2.953Å。钛阳离子的配位数为6，这意味着它们被6个氧原子的八面体包围。氧阴离子的配位数为3，导致三角平面配位。当顺序查看其八面体时，金红石还显示了一个螺钉轴。

最通常观察到金红石晶体表现出棱柱形或针状生长习性，并沿其c轴（[001]方向）具有优先取向。由于金红石的{110}面表现出最低的表面自由能，因此在热力学上最稳定，因此这种生长习惯受到青睐。^[8]金红石的c轴取向生长明显出现在该阶段的纳米棒，纳米线和异常晶粒生长现象中。

在沙滩沙中，金红石的数量足够多，是重矿物和矿床的重要组成部分。矿工提取并分离出有价值的矿物 ，例如金红石、锆石和钛铁矿。金红石的主要用途是制造耐火陶瓷，作为颜料，以及生产钛金属。

金红石粉是一种极好的白色颜料，可用于油漆、塑料、纸张、食品和其他需要亮白色的应用中。二氧化钛颜料是全球范围内xxx的钛用途。金红石的纳米级颗粒是透明的可见光，但在高效吸收的紫外线辐射。与块状金红石相比，纳米级金红石颗粒的紫外线吸收发生了蓝移，因此纳米粒子吸收了更高能量的紫外线。因此，它们被用于防晒霜中以防止紫外线引起的皮肤损伤。

宝石中的金红石针很小，是造成称为星象的光学现象的原因。人造宝石被称为“明星”宝石。明星蓝宝石，明星红宝石和其他“明星”宝石备受追捧，并且通常比普通宝石更有价值。

金红石被广泛用作焊接电极覆盖物。它也用作ZTR指数的一部分，该指数对高度风化的沉积物进行了分类。

金红石作为一种大的带隙半导体，在近几十年来一直是作为在光催化和稀磁性中应用的功能性氧化物的应用的重要研究对象。研究工作通常利用少量的合成金红石而不是矿物沉积衍生的材料。

合成金红石最初于1948年生产，并以多种名称出售。它可以通过Becher工艺由钛矿石钛铁矿生产。高纯度的合成金红石是透明的，几乎是无色的，呈黄色，呈大块状。可以通过掺杂将合成金红石制成多种颜色。高折射率赋予金刚烷 光泽和强烈的折射，从而产生类似钻石的外观。接近无色的钻石替代品以“ Titania”出售，这是该氧化物的老式化学名称。但是，金红石在珠宝中很少使用，因为它不是很坚硬（耐刮擦），在莫氏硬度标度上仅为约6 。

由于人们日益关注锐钛矿相和金红石相（以及两相的两相混合物）中二氧化钛的光催化活性，因此在实验室条件下，通常通过溶液制备粉末状和薄膜状的金红石型TiO ₂。无机前体（通常为TiCl ₄）或有机金属前体（通常为醇盐，如异丙醇钛，也称为TTIP）的基本路线。根据合成条件，要结晶的xxx相可以是亚稳态锐钛矿相，然后可以通过热处理将其转变为平衡金红石相。金红石的物理性质经常通过掺杂剂通过改善光生电荷载流子的分离，改变电子带结构和改善表面反应性而赋予改善的光催化活性。