纳米二氧化钛的研究现状

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1、纳米二氧化钛的研究现状综述指导老师：翁永根班级：应101-4姓名：王聪学号：201055501402【摘要】本文主要介绍了纳米二氧化钛的性质、制备方法、主要功能用途、及其催化原理，并对其发展前景进行了展望。【关键字】纳米二氧化钛制备方法溶胶凝胶法气相法液相法应用前景【正文】一、纳米二氧化钛简介纳米二氧化钛，亦称纳米钛白粉，较普通二氧化钛具有许多的特殊性能比如表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。纳米TiO2有白色和透明状的两种颗粒，常见的TiO2粉体有金红石、锐钛矿、板钛矿等3种晶型。其中

2、金红石和锐钛矿是四方晶系，板钛矿是正交晶系。纳米TiO2化学性能稳定，常温下几乎不与其它化合物反应，不溶于水和稀酸，在一定条件下微溶于碱和热硝酸，纳TiO2热稳定性也比较好。纳米TiO2的一个显著特点是他具有半导体性质，它的禁带宽度较宽，其中锐钛矿为3.2eV，金红石为3.0eV，当吸收一定波长的光子后价带中的电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子e-，同时在价带上产生带正电的空穴h+。从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在100纳米以下，其外观为白色疏松粉末。具有抗紫线抗菌

3、、自洁净、抗老化功效，可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。1、分类（1）按照晶型可分为:金红石型纳米钛白粉和锐钛型、板钛矿型纳米钛白粉。金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率，其遮盖力和着色力也较高。而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高。在一定条件下，锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。（2）按照其表面特性可分为：亲水性纳米钛白粉和亲油性

4、纳米钛白粉。（3）按照外观来分：有粉体和液体之分，粉体一般都是白色，液体有白色和半透明状。2、功能及用途纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与食品接触，所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中。（1）杀菌功能：实验证明纳米TiO2能够有效杀灭等等有害细菌，具有良好的抗菌性。纳米TiO2为无机成分，无毒、无味、无

5、刺激性，热稳定性与耐热性好，不燃烧，且自身为白色，完全符合抗菌剂的选用原则。目前纳米TiO2广泛应用于抗菌水处理装置、食品包装、卫生日用品（抗菌地砖、抗菌陶瓷卫生设施等）、化妆品、纺织品、抗菌性餐具和切菜板、抗菌地毯、新房装修及新家具除有害气体以及建筑用抗菌砂浆、抗菌涂料和抗菌不锈钢板、铝板等制作的电冰箱、医用敷料及医用设备等耐用的消费品。（1）防紫外线功能：纳米TiO2既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，可作为优良的防晒剂，用于制造防晒系列化妆品。还能透过可见光，可用来制造透明的护肤霜，这种护肤霜膏体

6、细腻，是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂，所以多用于化妆品的原料。纳米二氧化钛，呈透明状，因此在阻挡紫外线、透过可见光以及安全性方面具有一般化妆品原料所不具备的许多优良特性和功能。（2）光催化功能：在日光或灯光中紫外线的作用下使Ti02激活并生成具有高催化活性的游离基，能产生很强的光氧化及还原能力，可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物。（3）防雾及自清洁功能：TiO2薄膜在光照下具有超亲水性和超永久性，因此其具有防雾功能。如在汽车后视镜上涂覆一层氧化钛薄膜，即使空气中的

7、水分或者水蒸气凝结，冷凝水也不会形成单个水滴，而是形成水膜均匀地铺展在表面，所以表面不会发生光散射的雾。（4）纳米二氧化钛可作为锂电池、太阳能电池原料:纳米二氧化钛具有极好的高倍率性能和循环稳定性,能够增加锂电池稳定性，提高电化学性能。（5）纳米二氧化钛用在纺织上可以替代PVA：纳米二氧化钛T25F用在纺织浆料里面，通过与淀粉结合，提高纱线的综合织造性能，减少PVA的用量，煮浆时间短，降低了浆料成本，提高浆纱效益，也解决了PVA浆料不易退浆、环境污染等诸多问题。（6）纳米二氧化钛在高档汽车漆中的应用：将纳

8、米级二氧化钛(T20Q)与铝粉混合颜料或纳米二氧化钛包覆的云母珠光颜料添加于涂料中，涂层能产生神秘而富有变幻的随角异色效应，给人以深度感与层次感。（7）其它功能：纳米二氧化钛对某些塑料、氟里昂及表面活性剂SDBS也具有很好的降解效果。3、可遗传毒性美国科学家综合研究后得出结论，在日常生活中随处可见的二氧化钛（TiO2）纳米粒子，会造成小鼠全身性遗传损伤。过去，二氧化钛纳米粒子被视为是无毒的，因为它们不会激起化学反应罗伯特·席斯