二氧化钛的综述

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1、纳米二氧化钛的制备的综述前言：纳米技术是20枇纪末出现的高新技术，在材料科学技术领域占有重要地位,有望成为21枇纪新的经济增长点，纳米材料的制备、性能及其应用的研究已经成为人们共同关注的前沿课题，在众多的纳米材料中，纳米TiOz因其具有独特的光催化性、优界的颜色效应及紫外线屏蔽等功能，在催化剂载体、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件以及在相关军事等方面都具有广阔的应用前景.字：纳米二氧化钛、性质、制备方法、应用性质:(1)基木物化特性:纳米Ti02除了具有与普通纳米材料一样的表面效应、小尺寸效应、量了尺

2、寸效应和宏观量了隧道效应等外,还具有其特殊的性质，尤其是催化性能.纳米Tg化学性能稳定，常温下儿乎不与其它化合物反应，不溶于水、稀酸,溶于氢氟酸和热浓硫酸。不与空气中C02,S02等反应，具有生物惰性。纳米Ti02具有热稳定性，无毒性。与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。相对密度约4.0。熔点1855°Co纳米Ti02有金红石、锐钛矿和板钛矿3种晶型。金红石和锐钛矿属四方晶系，板钛矿属止交晶系，一般情况下，板钛矿在650°C转变为锐钛矿，锐钛矿在915°C转变为金红石。结构转变温度与T

3、i02颗粒大小、含杂质及其制备方法有关，颗粒愈小，转变温度愈低，锐钛型纳米TiOz向金红石型转变的温度为600°C或低于此温度。(2)光催化性纳米TiO?是一种n型半导体材料，禁带宽度较宽,其中锐钛型为3.2eV,金红石型为3.OeV,当它吸收了波长小于或等于387.5nm的光了后，价带中的电了就会被激发到导带，形成带负电的高活性电了e-,同时在价带上产生带止电的空穴h+,吸附在TiOz表面的氧俘获电了形成•02；而空穴则将吸附在Ti02表面的0H-和也0氧化成具有强氧化性的・0H,反应生成的原了氧、氢氧口

4、由基都有很强的化学活性，氧化降解大多数有机污染物，同时空穴木身也可夺取吸附在半导体表面的有机物质中的电了，使原木不吸收光的物质被直接氧化分解，这两种氧化方式可能单独起作用也可能同时起作用。对于不同的物质两种氧化方式参与作用的程度有所不同，这些原了氧、氢氧口由基和空穴还能与细菌内的有机物反应,生成C02,FLO及一些简单的无机物，从而杀死细菌，清除恶臭和油污。此外，半导体表面产生的高活性电了具有很强的还原能力，电了受体可直接接受光生电了而被还原，故也可用來还原去除环境中的某些特定污染物，如:C屮等有毒离了。另

5、外,光催化效率与激发态电了、空穴到达表面的时间有关，纳米TiOz粒了作为光催化剂，其粒径越小，电子、空穴到达反应表面的数量越多，光催化效率越高但是,由于TiOz本身禁带宽，产生的电子-空穴对不仅极易复合而且寿命较短，光响应范围较窄，使光催化活性受到了一定的限制，且利用的光谱范围受到一•定的限制影响TiO?光催化活性的因素很多，例如TiO?粒子的晶型、粒径、表而形态等。制备方法：制备纳米Ti02的方法不同，所得纳米粒子的形状也不同，最常见的为球形位子，其余述有针形。制备纳米TiO?的方法很多，基本上可分为气相

6、法、液相法和固相法。一、气相法(1)物理气相沉积法(PVD)用电弧、高频或等离子体等高温热源将原料加热，使Z汽化或形成等离子体，然后骤冷使Z凝聚成纳米粒子。用该方法制备的纳米TiO?纯度较高、分布均匀、粒径小、分散性好，粒子的粒径大小及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控制，但技术、设备要求高，所以成本高。(2)化学气相沉积法(CVD)一般采用等离子气相合成纳米Ti02,有直流电弧等离子体法(DC法)、高频等离子体法(RF法)和复合等离子体法(HybridPlaSma法)。DC法是利用电极间电弧产生高温

7、将反应气体等离子化，但电极易溶化或蒸发而污染产品；RF法没有电极污染，但相对于DC法其能量利用率低，稳定性较差；复合等离子体法是将DC法和RF法相结合，利用二者的优点，多用于超细陶瓷粉末的制备。①气相合成法利用钛醇盐Ti(OR)4经喷雾和惰性气体激冷形成亚微米级的液滴，然后同水蒸气反应，在较低温度下合成了纳米Ti02其化学反应为：nTi(OR)4(g)+2nH20(g)tnTiO?(S)+4nR0H(g)采用该法制备纳米Ti02纯度高、单分散性好，但技术、设备要求高，产量低，成本高。②气相氧化法该法一般以T

8、iCh为原料，02为氧源，N2,Ar作为稀释气(或载气),把TiCh蒸汽带入反应器，TiCh与Q在900—1400°C下反应，其化学反应式为：TiClXg)+0,g)TTiO,S)+26(g)采用该工艺自动化程度高，制备的纳米TiO?粒度好，单分散性好，透光性好，但技术、设备要求高,生产能力低，产品成本高.③气相水解法该法通常以钛醇盐为原料，用氮气、氨气或空气作载气，把钛醇盐蒸气和水蒸气分别导入反应器的反应区，进