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1、納米TiO2的制備及性能研究進展材料化學(xué)何思穎納米TiO2的基本知識二氧化鈦具有穩(wěn)定性好、無毒、超親水特性、光催化效率高和不產(chǎn)生二次污染等特點，有著廣闊的應(yīng)用前景。納米二氧化鈦是金紅石型白色疏松粉末，屏蔽紫外線作用強，有良好的分散性和耐候性。納米二氧化鈦主要有兩種結(jié)晶形態(tài)：銳鈦型和金紅石型。在一定條件下，銳鈦型二氧化鈦可轉(zhuǎn)化為金紅石型。納米TiO2的基本知識20世紀(jì)80年代以前，納米TiO2的研究開發(fā)目的主要是作為精細(xì)陶瓷原料、催化劑、傳感器等，需求量不大，沒有形成大的生產(chǎn)規(guī)模。80年代以后，開發(fā)的納米TiO2用作透明效應(yīng)和紫
2、外線屏蔽劑，為納米TiO2打開了市場，使納米TiO2的生產(chǎn)和需求大大增加，成為鈦白工業(yè)和涂料工業(yè)的一個新的增長點。納米TiO2的研究現(xiàn)狀在國外普遍開展了納米TiO2的制備和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，并取得了階段性成果。我國納米TiO2的研究在“九五"期間形成了高潮。目前，國內(nèi)涉及納米TiO2生產(chǎn)的公司約有十家，總生產(chǎn)能力在1000多噸。納米TiO2的研究現(xiàn)狀納米TiO2的研究意義納米TiO2自20世紀(jì)80年代后期問世以來，由于粒子的細(xì)小、比表面積的擴大而產(chǎn)生了較常規(guī)材料所不具備的特殊效應(yīng)，以及其所具有的光催化作用及紫外屏蔽等功能。對我國來
3、說，納米TiO2技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用的不斷創(chuàng)新，不僅能創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益，提高我國環(huán)保、塑料、汽車、精細(xì)化工等工業(yè)的技術(shù)水平，而且還能帶動其它新型納米材料產(chǎn)業(yè)的興起，促進我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。納米TiO2有白色和透明狀的兩種顆粒，常見的TiO2粉體有金紅石、銳鈦礦、板鈦礦等3種晶型。其中金紅石和銳鈦礦是四方晶系，板鈦礦是正交晶系。納米TiO2化學(xué)性能穩(wěn)定。納米TiO2的一個顯著特點是它具有半導(dǎo)體性質(zhì)。納米TiO2的性能-----物理化學(xué)性能納米TiO2的性能--------光催化性能原理：TiO2屬于一種n型半導(dǎo)體材料，它的禁帶
4、寬度為3.2ev（銳鈦礦），當(dāng)它受到波長較小的光（紫外光）照射時，價帶的電子就會獲得光子的能量而躍遷至導(dǎo)帶，形成光生電子；而價帶中則相應(yīng)地形成光生空穴。吸附在TiO2表面的氧俘獲電子形成原子氧，而空穴則將吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成羥基自由基。納米TiO2的制備方法通常納米鈦白的制備方法分為兩類:氣相法和液相法。氣相法包括氣相氧化法和氣相水解法。氣相氧化法是將高純度的四氯化鈦高溫下氧化，生成非常光亮的納米二氧化鈦；氣相水解法是將高純度的四氯化鈦在氫焰中進行高溫水解而制得納米二氧化鈦。--------氣相法SHIXi
5、aoliang,JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater.Sci.Ed.Aug.2011,600-605液相法主要包括均勻沉淀法、萃取法、溶膠－凝膠法、溶劑熱法等。均勻沉淀法以硫酸法制備TiO2工藝的中間產(chǎn)物——鈦液為原料制備出納米金紅石型二氧化鈦粒子；萃取法也以鈦液為原料，采用萃取法將TiO2轉(zhuǎn)為有機物溶膠，再將此溶膠蒸餾制成納米鈦白粉體；溶膠－凝膠法一般以鈦醇鹽及無水乙醇為原料，加入少量水及不同的酸或有機聚合添加劑，經(jīng)攪拌、陳化制成穩(wěn)定的涂膜溶膠，再利用溶膠將TiO2附著在各種載
6、體上。納米TiO2的制備方法--------液相法ShengweiLiu,ChemistryofMaterials,2011,23,4085–4093納米TiO2光催化氧化的應(yīng)用（一）降解廢水中的污染物1.光催化降解污染物二氧化鈦光催化技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代，科學(xué)家們將TiO2光催化應(yīng)用于劇毒多氯聯(lián)苯的降解研究，開始了TiO2光催化應(yīng)用于污染治理的研究。TiO2已成為最有開發(fā)前景的綠色環(huán)保型催化劑，美國將TiO2光催化技術(shù)視為解決環(huán)境問題的首選技術(shù)。（一）污水處理（二）氣相光催化氧化降解揮發(fā)性有機污染物Seul-YiLee
7、,JournalofIndustrialandEngineeringChemistry,19(2013).1761-1769（三）降解有機農(nóng)藥廢水。利用納米TiO2光催化去除農(nóng)藥雖然不能使所有的污染物完全礦化，但是不會產(chǎn)生毒性更高的中間產(chǎn)物，這是其它方法無法相比的。（四）降解水中重金屬離子污染物。利用納米TiO2光催化降解還能解決汞、鉻、鉛等金屬離子的污染問題。利用光催化，Hg2+從含氧溶液中被電子還原成Hg沉積在TiO2表面，此法同樣還適用于鉛。納米TiO2光催化氧化的應(yīng)用紫外線屏蔽劑TiO2對紫外線具有十分優(yōu)異的屏蔽作用。
8、納米TiO2無毒、無刺激、耐水、無異味、穩(wěn)定性好，作為紫外線屏蔽劑主要應(yīng)用于防曬化妝品、涂料、塑料、化纖、橡膠等方面。納米TiO2光催化氧化的應(yīng)用抗菌劑TiO2在光照下對環(huán)境中微生物有抑制或殺滅作用。利用納米TiO2的光催化性可充分抑制或殺滅環(huán)境中的有害微生物，使環(huán)境微生物對
