a) Tính chất vật lý + Tính chất điện
Tinh thể TiO2 hoàn hảo là chất bán dẫn có bề rộng vùng cấm lớn, vật liệu TiO2 dẫn điện kém. Tuy nhiên những sai hỏng ở nút khuyết ôxi đóng vai trò như các tạp chất donor, mức năng lượng tạp chất nằm ngay sát vùng dẫn Ec - Eg = 0.01 eV. Bởi vậy, TiO2 dẫn điện bằng điện tử ngay khi ở nhiệt độ thấp, và độ dẫn điện tỷ lệ với nồng độ nút khuyết ôxy.
Điện trở của TiO2 pha anatase và rutile thay đổi theo nhiệt độ tuân theo biểu thức sau:
R = A. exp(Ea/KT)
trong đó, A là hằng số, Ea là năng lượng kích hoạt, K là hằng số Boltzmann, và T là nhiệt độ tuyệt đối [31].
+ Tính chất quang
Tinh thể TiO2 hoàn hảo pha anatase hấp thụ gần như hoàn toàn những ánh sáng có bước sóng cỡ 382 nm. Đối với vùng ánh sáng khả kiến thì TiO2 cho truyền qua với độ truyền qua khoảng từ 62% đến 86% tùy thuộc các bước sóng khác nhau [31].
b) Tính chất hóa học
TiO2 trơ về mặt hóa học, không phản ứng với nước, axít vô cơ loãng, kiềm, amoniac, các axít hữu cơ.
“Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu TiO2 phủ trên oxit nhôm kim loại để phân hủy các chất độc hại trong môi trường không khí” Nguyễn Mạnh Nghĩa, Cao học CNMT 2009
TiO2 + 2NaOH → Na2TiO3 + H2O
TiO2 tác dụng được với axit HF hoặc với kali bisunfat nóng chảy. TiO2 + 6HF → H2 [TiF6 ] + H2O ; TiO2 + 2 K2S2O7 → Ti(SO4)2 + 2 K2SO4 TiO2 dễ bị hidro, cacbon monooxit và titan khử về các oxit thấp hơn.
2TiO2 + H2 , Ti2O3 + H2O TiO2 + H2 TiO + H2O
2TiO2 + CO Ti2O3 + CO2 3TiO2 + Ti 2Ti2O3
3 TiO2 + TiCl4 + 2H2O 2Ti2O3 + 4HCl TiO2 + Ti 2TiO
Ở nhiệt độ cao TiO2 có thể phản ứng với cacbonat và oxit kim loại để tạo thành các muối titanat.
TiO2+ MCO3 (MTi)O3 + CO2 M là Ca, Mg,Ba,Sr. TiO2 + MO (MTi)O3 M là Pb,Mn,Fe,Co
TiO2 + Na2CO3 Na2TiO3 + CO2