纳米二氧化钛.doc

1 纳米二氧化钛的研究现状、应用及展望【摘要】本文综述了纳米二氧化钛的特性及其制备方法,液相法、气相法等。概述了纳米二氧化钛的表面改性,介绍了纳米二氧化钛在各个领域的应用,最后对其发展前景进行了展望。【关键词】纳米二氧化钛,制备,表面改性,应用 1 、前言纳米科技是二十世纪 80年代兴起的高新技术,它一问世就显示出在科学技术领域的重要地位,纳米材料的制备、结构、性能[1] 及应用的研究已经成为人们共同关注的前沿课题。二氧化钛,俗称钛白,粘附力强,不易起化学变化,并且无毒。纳米 TiO2 具有化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水、稀酸,微溶于碱和热***,且具有生物惰性。纳米 TiO2 是一种典型半导体料,纳米 TiO2 在光电和化学性质等方而有许多优异性能, 能够把光能转化为电能和化学能,使在通常情况下难于实现或不能实现的反应能够在温和的条件下顺利的进行。纳米 TiO2[2] 具有独特的光催化性,优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能,在能源, 环保,建材,医疗卫生等领域有重要应用前景,是一种重要的功能材料。纳米级半导体催化氧化作为一项新兴的现代污水处理技术,具有速度快,设备简单,操作方便, 处理效果好,无二次污染,杀菌作用强, 应用前景广阔。对低浓度污染物及气相污染物液也有很好的去除效果,且催化材料易得,运行成本低,是一项很有前途的污染治理技术。随着纳米二氧化钛技术的发展,其应用领域更加广泛。 2. 研究现状 纳米二氧化钛的制备制备纳米 TiO2 的方法很多,归纳起来主要有:液相法、气相法、机械粉碎法[3] 、电化学法等。其中,气相法和液相法各有优缺点,气相法所制得的纳米 Ti02 粉体粒度小,单分散性好, 但工艺复杂、成本高。液相法制备纳米 TiO2 具有设备简单、易操作、成本低等优点, 但容易发生团聚,形貌不容易控制。 液相法液相法是选择可溶于水或有机溶剂的金属盐类, 使金属盐溶解, 并以离子或分子状态混合均匀, 再选择一种合适的沉淀剂或采用蒸发、结晶、升华、水解等过程, 将金属离子均匀沉淀或结晶出来, 再经过脱水或热分解制得粉体。它又可分为胶溶法、溶胶—凝胶法、醇盐水 2 解法、沉淀法等。 气相法气相法是使用金属钛的卤化物、金属有机钛化合物等在加热下挥发, 经气相反应使生成物 TiO2 沉淀出来。它又可分为物理气相沉积法(PVD) 、化学气相沉积法( CVD) 、激光诱导与化学气相沉积法( LICVD) 。 固相法该法用固态物料热分解或固一固反应进行的。它包括氧化还原法、热解法和反应法。比较常用的是用偏钛酸热解法制备纳米 TiO 2。该法工艺简单,操作易行,可批量生产,但制得的纳米 TiO 2粒径分布较宽。 纳米二氧化钛表面改性剂的研究现状纳米 TiO2 的表面改性就是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使其与纳米 TiO2 表面上的羟基发生反应,消除或减少表面醇羟基的量,接枝或包覆其他化学物质,使产品由亲水变为疏水,以达到改变表面性质的目的。纳米 TiO2 按表面改性剂分为无机改性和有机改性。无机表面改性包括无机化合物包覆、离子掺杂、金属沉积、强酸修饰。纳米 TiO2 经无机表面改性后,表面呈亲水性,适合在极性体系中应用。为使它在有机体系中有较好的相容性与分散性,需要进行有机表面