二氧化鈦是一種重要的白色顏料和瓷器釉料。用于油漆、油墨、塑料、橡膠、造紙、化纖、水彩顏料等行業。二氧化鈦是世界上最白的東西，1克二氧化鈦可以把450多平方厘米的面積涂得雪白。它比常用的白顏料——鋅鋇白還要白5倍，因此是調制白油漆的最好顏料。世界上用作顏料的二氧化鈦，一年多到幾十萬噸。二氧化鈦可以加在紙里，使紙變白并且不透明，效果比其他物質大10倍，因此，鈔票紙和美術品用紙就要加二氧化鈦。
為了使塑料的顏色變淺，使人造絲光澤柔和，有時也要添加二氧化鈦。在橡膠工業上，二氧化鈦還被用作為白色橡膠的填料。半導體二氧化鈦的光化學性能已使其可用于許多領域，如空氣、水和流體的凈化。以碳或其他雜原子摻雜的光催化劑也可用于具有散射光源的密封空間或區域。用于建筑、人行石板、混凝土墻或屋頂瓦上的涂料中時，它們可以明顯增加對空氣中污染物如氮氧化物、芳烴和醛類的分解。超細二氧化鈦具有優異紫外光屏蔽性和透明性。被廣泛用在化妝品、木器保護、食品包裝塑料、耐久性家用薄膜、人造纖維和天然纖維、透明涂料中。在金屬閃光涂料中的特殊光學效應，使之在高級轎車漆中得到重視和應用。二氧化鈦是一種半導體，其粒徑較小，比表面積大，疏松多孔，表面粗糙，在染料敏化太陽能電池的光陽極材料有廣泛應用，廣大研究者以二氧化鈦為原型，對其進行水熱法、靜電紡絲法等多種方法進行改性，同時使用金屬物質、無機物等摻雜反應制備性能優異的光陽極，以此組裝成染料敏化太陽能電池。
二氧化鈦能夠借助光催化作用有效阻止微生物的恣意生長，從而減少環境有害成分的數量?？咕鷻C理是二氧化鈦經過光照激活，電子空穴對及氧氣分子、氫氧根離子之間相互作用，激發自由基引起了鏈式反應，破壞細菌的蛋白質，達到滅菌的效果。
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