Las propiedades del dióxido de titanio abren nuevas posibilidades de aplicación

El dióxido de titanio (TiO2) se usa en procesos de oxidación avanzada y como pigmento blanco en recubrimientos y en alimentación, según explica Pascual Bolufer, miembro del Instituto Químico de Sarriá (IQS); “seguramente es el pigmento más usado en la industria”. En este contexto, sus nuevas aplicaciones son la desintoxicación del aire y del agua, si bien “existen otros métodos avanzados de oxidación pero con rendimiento inferior: la reacción de Fenton. Se trata de mezclar hierro con agua oxigenada, con formación de radicales libres altamente oxidantes que descomponen la molécula y la degradan”.

El científico explica que el TiO2 es un sólido blanco insoluble no tóxico. Se encuentra en forma oscura, o de color castaño, conocida como rutilo. Este mineral contiene un 98% de titanio, mientras que no presenta impurezas y es de color blanco. El mineral ilmenita (FeTi03) es la fuente comercial más importante de titanio, y la anatasa es una de las cinco formas minerales del óxido de titanio. Cuando se calienta por encima de 915 ºC se transforma en rutilo, la otra forma mineral de Ti02. Existen importantes diferencias físicas entre ambas especies: la anatasa no es tan dura y es menos densa que el rutilo, y su brillo es más adamantino. La anatasa es un mineral secundario, proveniente de otros minerales portadores de titanio, y es de gran importancia en fotocatálisis y para celdas solares Graetzel fotovoltaicas.

Hay ocho variedades de titanio; además del rutilo, anatasa y brookita, tres fases metaestables de los sistemas monoclínico, tetragonal y ortorrómbico, hay cinco formas de alta presión aunque de menor importancia práctica.

El Ti02 funde a 1.843 ºC. En las estrellas clase M encontramos líneas espectrales de titanio, porque tienen una temperatura suficientemente baja para que se forme el mineral. Para lograr titanio lo más sencillo es mezclar ilmenita con ácido sulfúrico, éste toma el óxido de hierro presente en la ilmenita, forma un sulfato de hierro, que cristaliza, y se separa por filtración. El Ti02 es anfótero, actúa como ácido o como base, según el pH del medio. Asimismo, es muy estable químicamente. Se disuelve en S04H2 concentrado y en ácido hidrofluórico.

En cuanto a los nanotubos de titanio, Bolufer explica que se obtienen a partir de la anatasa laminada por síntesis hidrotérmica. Las nanocintas de titanio son útiles en fotocatálisis. La anatasa se mezcla con hidróxido sódico, se calienta y el producto obtenido se lava con ácido clorhídrico. Es un proceso lento y complejo, pero se logran nanotubos de Ti02 con un diámetro exterior de 10-20 nm, y un diámetro interior de 5-8 nm, y una longitud de una micra. Hay tres clases de nanotubos Ti02: los de primera generación, en ellos el parámetro más importante es el tamaño y el espesor de la pared; los de segunda generación, con nanotubos dopados con metales, más eficientes, y nanotubos dopados con elementos no metálicos, sin dopado de metales pesados y con eficiencia aumentada.