Titán-dioxid nanorészecskék (<100 nm)

Szerző: 
Csutak Réka

 

HATÓANYAG NEVE, KÉPLETE, MEGJELENÉSI FORMÁJA

Név
IUPAC név

Titán-dioxid (részecskeméret < 100 nm)

Titán-dioxid

Vegyületcsoport

oxid

CAS szám

13463-67-7

Molekulaképlet

TiO2

Szerkezeti képlet

TiO2

Megjelenés

Szagtalan, fehér, kristályos anyag melynek több módosulta ismert, mint például a rutil, anatáz, brookit. A természetben és a kereskedelmi termékek között a leggyakoribb forma a rutil. [wikipedia]

ALKALMAZÁS

Alkalmazás,
felhasználási terület

A mikronizált titán-dioxid a legelterjedtebben alkalmazott fehér pigment, erős fényszórásának és magas törésmutatójának (n = 2,4), valamint nagy stabilitásának köszönhetően. Használják festékekben, különböző bevonatokban, műanyagokban, élelmiszerekben (E171), fogkrémekben, kozmetikai és bőrápoló termékekben, valamint naptejekben (mint fizikai fényvédő filter).

A titán-dioxid (legfőképp az anatáz módosulata) UV fény hatására fotokatalitikus tulajdonsággal rendelkezik így festékekhez, cementhez, burkolóelemekhez adagolva vagy azokon bevonatot képezve (valamint ablakon, hajófenéken) azokat sterilizálja, szagtalanítja. Külső épületi elemeknél alkalmazva a titán-dioxid nagymértékben csökkentheti a levegő szennyeződéseit, mint a VOC-ék és NOx-ok.

Alkalmas még dielektrikumok és oxigén szenzorok készítésére. [isabeltilly.blogspot.com]

Egyes technológiákban TiO2 nanorészecskéket alkalmaznak ivóvíz-, talajvíz-, szennyvíztisztításhoz is az arzén tartalom csökkentésére. [EPA/600/R-09/057]

FIZIKAI-KÉMIAI TULAJDONSÁGOK

Moláris tömeg

79,866 g/mol [wikipedia]

Sűrűség

4,23 g/cm3 [wikipedia]

Olvadáspont

1843 °C [wikipedia]

Forráspont

2972 °C [wikipedia]

Vízoldhatóság

oldhatatlan [wikipedia]

Stabilitás

Víznek, szerves oldószereknek, gyenge savaknak ellenáll, lúgoknak valamint erős savaknak kevésbé. [azom]

Fizikai, kémia, biológiai állandók

Kow

-

Koc  [l/kg]

-

pKa

-

BCF, biokoncentráció

Szivárványos pisztrángokat vizsgálva (Oncorhynchus mykiss) a következő BCF koncentrációkat állapították meg a környezetük TiO2 koncentrációjának függvényében:

0,1 mg TiO2/l     BCF = 200 l/kg

0,5 mg TiO2/l     BCF = 51 l/kg

1,0 mg TiO2/l     BCF = 20 l/kg

[echa]

VISELKEDÉSE A KÖRNYEZETBEN

Abiotikus degradálhatóság és
metabolitok

Lúgokban valamint erős savakban oldható. Pl. H2SO4-ban oldva TiOSO4 és Ti(SO4)2 keletkezik.

Veszélyes bomlás termék nem ismert. [molchem]

Biodegradálhatóság és
metabolitok

Nem biodegradábilis

KÖRNYEZETMINŐSÉGI KRITÉRIUMOK

Határértékek

Nincs meghatározva.

MÉRT KONCENTRÁCIÓJA A KÖRNYEZETBEN

Koncentrációja a környezetben (mérési adat)

-

ÖKOSZISZTÉMÁRA GYAKOROLT HATÁS

Vízi ökoszisztémára gyakorolt hatások

Fotokatalitikus hatása révén képes kisebb mikroorganizmusok elpusztítására.

Akut toxicitási adatok (LC50, EC50)

LC50 Mummichog hal (Fundulus heteroclitus) > 1 g/l 96 h

EC50 Kis vízibolha (Daphnia magna) > 1 g/l 48 h

 [molchem]

Krónikus toxicitási adatok (NOEC, LOEC)

NOEC 0,98 mg Ti/l

vizsgált faj: egysejtű édesvízi alga (Pseudokirchneriella subcapitata)

[toxnet]

NOEC 1 mg/l

LOEC 2 mg/l

vizsgált faj: kis vízibolha (Daphnia magna), EPA-48 órás teszt

[EPA/600/R-09/057]

Szárazföldi ökoszisztémára gyakorolt hatások

Bőrirritáció: nyúl – nem izgató

Szemirritáció: nyúl – nem izgató

Túlérzékenység: Mauer optimizációs teszt tengeri malac – nem szenzibilizáló

                            Patch-test: nem szenzibilizáló

Géntoxicitás in vitro: Mikroorganizmusok, sejtkultúrák nem mutatnak mutagén/genotoxikus hatást

Karcinogenitás: Orális patkány, egér: 103 héten – karcinogén hatásra nincs utalás

                          Inhalációs patkány: 2 év – tüdődaganatok gyakoribb fellépése

[molchem]

Akut toxicitási adatok (LC50, EC50)

LD orális patkány > 10 g/kg

LD bőr nyúl > 10 g/kg

[molchem]

Krónikus toxicitási adatok (NOEC, LOEC)

-

EMBERRE GYAKOROLT HATÁS

Általános káros hatások

A TiO2 (főként az ultrafinom) részecskék belégzése alveoláris gyulladást okozhat, következményes fibrosissal, így szerepet játszva a pneumoconiosis és rokon entitások kialakulásában.

Annak ellenére, hogy fényvédő filterként alkalmazzák a titán-dioxidot különböző kozmetikai termékekben, nem veri vissza teljes mértékben a fényt, hanem egy részét elnyeli (az UV tartományban) miközben a felszínén vízből szuperoxid és hidroxil ionok, illetve más szabadgyökök képződnek, melyek oxidatív DNS károsodást okozhatnak a sejtekben, és negatívan befolyásolhatják azok működését: a sejtciklus regulációjának elvesztése révén sejthalált, vagy proliferatív elváltozásokat okozva. A bőr epidermisének stratum corneum rétegét alkotó érett, elszarusodott keratinociták barrierje (legkülső bőrréteg) hatásos védelmet nyújt ezen részecskék ellen, viszont amennyiben sérült integritású hámmal rendelkező (felázott, napégett) bőrön alkalmazzák azokat, a fotokatalitikus hatás az „élő sejtek” környezetében jelentkezik és a bőrben található különböző sejteket károsíthatja. [Kiss B. PhD Dolgozat, 2009]

Lebontás az emberben, távozása a szervezetből

A szervezetből változatlan formában ürül ki.

Endokrin rendszert károsító

-

Immunrendszert károsító

-

Szövetkárosító

-

Mutagén

-

Karcinogén

IARC-2B csoportba tartozik: emberre rákkeltő lehet

[molchem]

Reprotoxikus, teratogén

-

Akut toxicitási adatok (LD50)

orális > 2 g/kg

bőr > 5 g/kg

[nanoscale]

Krónikus toxicitási adatok (NOEL, LOEL)

-

EGYÉB JELLEMZŐK

 

Az FDA által maximálisan megengedett TiO2 tartalom a fényvédőkben 25%, ugyanakkor nem tesz különbséget méret, kristálymódosulat szerint. [EPA/600/R-09/057]

Forrás: 
  • Azom.com – The A to Z of Materials

http://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=1179

  • Wikipedia – the free encyclopedia

http://en.wikipedia.org/wiki/Titanium_dioxide

  • Isabeltilly.blogspot.com - Chemical Industry News. TiO2 prices. Product Releases. Titanium Dioxide Manufacturers

http://isabeltilly.blogspot.com/2005/05/titanium-dioxide-tio2.html

  • Kiss Borbála Katalin: A mikronizált titán-dioxid bőrön történő átjutásának és sejtekre gyakorolt hatásainak vizsgálata, PhD Dolgozat, 2009.

http://ganymedes.lib.unideb.hu:8080/dea/bitstream/2437/89299/6/Kiss_Borbala_ertekezes.pdf

  • Toxnet

http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/f?./temp/~38t8gq:2:FULL

  • Nanoscale

http://www.nanoscalecorp.com/resources/MSDS/OdorKlenz_Laundry_Additive_Powder.pdf

  • Molchem

http://www.molchem.hu/vegy_bta_mentes/Degussa%20GmbH%20EVONIK/MSDS%20VP%20TiO2%20P90.pdf

  • EPA/600/R-09/057, External Review Draft, Nanomaterial Case Studies: Nanoscale Titanium Dioxide in Water Treatment and in Topical Sunscreen

oaspub.epa.gov/eims/eimscomm.getfile?p_download_id=490825

  • ECHA

http://apps.echa.europa.eu/registered/data/dossiers/DISS-9eaff323-014a-482f-e044-00144f67d031/DISS-9eaff323-014a-482f-e044-00144f67d031_DISS-9eaff323-014a-482f-e044-00144f67d031.html