二氧化鈦的應(yīng)用ppt課件.ppt

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1、新型環(huán)境凈化材料——納米二氧化鈦姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：目錄TiO2的結(jié)構(gòu)納米TiO2的性質(zhì)納米TiO2的應(yīng)用納米TiO2的應(yīng)用前景納米TiO2簡(jiǎn)介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(qiáng)，有良好的分散性和耐候性?？捎糜诨瘖y品、功能纖維、塑料、涂料、油漆等領(lǐng)域，作為紫外線屏蔽劑，防止紫外線的侵害。也可用于高檔汽車(chē)面漆，具有隨角異色效應(yīng)。TiO2俗稱(chēng)鈦白粉，它主要有兩種結(jié)晶形態(tài)：銳鈦型（Anatase）（簡(jiǎn)稱(chēng)A型）和金紅石型（Rutile）（簡(jiǎn)稱(chēng)R型）[5]。金紅石型TiO2比銳鈦型TiO2穩(wěn)定而致密，有較高的硬度、密度、介電常數(shù)及折射率，其遮蓋力和著色力也較高。而銳鈦型TiO2在可見(jiàn)

2、光短波部分的反射率比金紅石型TiO2高，帶藍(lán)色色調(diào)，并且對(duì)紫外線的吸收能力比金紅石型低，光催化活性比金紅石型高[6]。在一定條件下，銳鈦型TiO2可轉(zhuǎn)化為金紅石型TiO2。TiO2的結(jié)構(gòu)晶格結(jié)構(gòu)二氧化鈦有板鐵礦、銳鐵礦和金紅石三種晶體結(jié)構(gòu)，其組成結(jié)構(gòu)的基本單位均是TiO6八面體，區(qū)別在于TiO6八面體通過(guò)共用頂點(diǎn)還是共邊組成骨架，見(jiàn)圖(a)。銳鈦礦結(jié)構(gòu)是由TiO6八面體共邊組成，而金紅石和板鈦礦結(jié)構(gòu)則是由八面體共頂點(diǎn)且共邊組成。納米TiO2的性質(zhì)1.晶型的性質(zhì)TiO2存在金紅石型、銳鈦型、板鈦型等三種主要晶型。2.光學(xué)性質(zhì)由于TiO2納米粒子既能散射又能吸收紫外線，故它具有很強(qiáng)的紫外線屏蔽

3、性。3.半導(dǎo)體性能由于存在著顯著的量子尺寸效應(yīng)，納米TiO2具有特殊的光物理和光化學(xué)性質(zhì)。4.光催化基于納米二氧化鈦的特殊晶體結(jié)構(gòu)和面結(jié)構(gòu)，納米二氧化鈦具有優(yōu)異光催化性能。借助于太陽(yáng)光中的3％～4％的紫外光，利用二氧化鈦?zhàn)鬏d體處理有機(jī)污染物，稱(chēng)為光催化降解處理技術(shù)。TiO2的應(yīng)用納米TiO2作為一種21世紀(jì)的新型多功能材料，廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、化妝品、涂料、特殊材料的制備以及醫(yī)藥等方面。下面主要講述納米TiO2在環(huán)境保護(hù)方面的的應(yīng)用。1.氣體凈化環(huán)境有害氣體可分為室內(nèi)有害氣體和大氣污染氣體。室內(nèi)有害氣體主要有裝飾材料等放出的甲醛及生活環(huán)境中產(chǎn)生的甲硫醇、硫化氫及氨氣等TiO2通過(guò)光催化作用

4、可將吸附于其表面的這些物質(zhì)分解氧化，從而使空氣中這些物質(zhì)的濃度降低，減輕或消除環(huán)境不適感。2.抗菌除臭抗菌是指TiO2在光照下對(duì)環(huán)境中微生物的抑制或殺滅作用。TiO2光催化劑對(duì)綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等具有很強(qiáng)的殺菌能力。當(dāng)細(xì)菌吸附于由納米二氧化鈦涂敷的光催化陶瓷表面時(shí)，TiO2被紫外光激發(fā)后產(chǎn)生的活性超氧離子自由基和羥基自由基能穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁，破壞細(xì)胞膜質(zhì)，進(jìn)入菌體，阻止成膜物質(zhì)的傳輸，阻斷其呼吸系統(tǒng)和電子傳輸系統(tǒng)，從而有效地殺滅細(xì)菌，并抑制細(xì)菌分解有機(jī)物產(chǎn)生臭味物質(zhì)(如H2S、SO2、硫醇等)。因此，納米TiO2能凈化空氣,具有除臭功能。3.處理無(wú)機(jī)污水除有機(jī)物外，許多無(wú)機(jī)

5、物在TiO2，表面也具有光學(xué)活性，例如無(wú)機(jī)污水中的Cd6+接觸到TiO2催化劑表面時(shí)，能夠捕獲表面的光生電子而發(fā)生還原反應(yīng)，使高價(jià)有毒的Cd6+降解為毒性較低或無(wú)毒的Cd3+,從而起到凈化污水的作用；一些重金屬離子如Pt3+、Hg2+，等，在催化劑表面也能夠捕獲電子而發(fā)生還原沉淀反應(yīng)，可回收污水的無(wú)機(jī)重金屬離子。4.防霧TiO2薄膜在光照下具有超親水性和超永久性，因此其具有防霧功能。如在汽車(chē)后視鏡上涂覆一層氧化鈦薄膜，即使空氣中的水分或者水蒸氣凝結(jié)，冷凝水也不會(huì)形成單個(gè)水滴，而是形成水膜均勻地鋪展在表面，所以表面不會(huì)發(fā)生光散射的霧。當(dāng)有雨水沖過(guò)，在表面附著的雨水也會(huì)迅速擴(kuò)散成為均勻的水膜這

6、樣就不會(huì)形成分散視線的水滴，使得后視鏡表面保持原有的光亮，提高行車(chē)的全性。5.對(duì)氟里昂的降解由于氟里昂有良好的致冷效果而被廣泛應(yīng)用于冰箱、空調(diào)中，但它們能消耗空氣中的臭氧，同時(shí)自身不易分解，造成了嚴(yán)重的臭氧空洞，危害了人們的健康。而TiO2對(duì)于CFCl3的降解具有良好的光催化活性，用TiO2/WO3體系降解CFCl3，在100h內(nèi)保持催化效率高于99.6%。另外，TiO2可降解某些塑料，達(dá)到消除白色污染的功能。TiO2還對(duì)其它物質(zhì)有降解功能，比如馮良榮等人研究發(fā)現(xiàn)納米TiO2對(duì)表面活性劑SDBS的降解有很好的效果。6對(duì)氟里昂的降解由于氟里昂有良好的致冷效果而被廣泛應(yīng)用于冰箱、空調(diào)中，但它們

7、能消耗空氣中的臭氧，同時(shí)自身不易分解，造成了嚴(yán)重的臭氧空洞，危害了人們的健康。而TiO2對(duì)于CFCl3的降解具有良好的光催化活性，用TiO2/WO3體系降解CFCl3，在100h內(nèi)保持催化效率高于99.6%。另外，TiO2可降解某些塑料，達(dá)到消除白色污染的功能。TiO2還對(duì)其它物質(zhì)有降解功能，比如馮良榮等人研究發(fā)現(xiàn)納米TiO2對(duì)表面活性劑SDBS的降解有很好的效果。7.自清潔納米TiO2具有很強(qiáng)的“超親水性”，在它的表面