二氧化钛纳米材料的制备

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1、二氧化钛纳米材料的制备陈维庆（贵州大学矿物加工工程082班学号：080801110323）摘要：二氧化钛俗称钛白，是钛系列重要产品之一，也是一种重要的化工和环境材料。目前制备纳米二氧化钛的方法很多，本文综述了纳米二氧化钛的多种制备方法和生产原理，在总结归纳基础上对各种制备方法进行比较，概述相关的研究进展。关键词：二氧化钛纳米粒子生产原理TitaniumdioxidenanomaterialspreparationChenweiqing(GuizhouUniversitymineralprocessingp

2、roject082classes)Abstract:Titaniumdioxide,commonlyknownastitaniumdioxide,titaniumseriesisoneofthemajorproduct,isalsoanimportantchemicalandenvironmentalmaterials.Preparationofnanometertitaniumdioxideatpresentanumberofways,thisoverviewofthevarietyofpreparat

3、ionmethodsofnano-titaniumdioxideandproductionprinciple,onthebasisofsummarizingandtocomparevariousmethodsofpreparation,reviewofrelatedresearchprogress.Keyword:TitaniumdioxideNanometergranuleProductionprinciple1前言近20年来，纳米材料以其特殊的性能和广阔的发展前景引起各领域的广泛关注。是极具挑战性、富

4、有活力的新科技，它对社会发展有着重要意义，对人类的进步有着深远影响。纳米材料可以理解为组成物质的颗粒达到纳米数量级也就纳米粒子。纳米粒子是处于微观粒子和宏观粒子之间（1~100nm）的介观系统。目前，纳米科技产品的研发已经拓展到力学、化学、电子学、机械学、材料科学以及建筑、纺织、轻工等领域。纳米材料及技术是科技领域最具活力、研究内涵十分丰富的科学分支。纳米材料包含纳米超微粒子（1~100nm）以及由纳米超微粒子所制成的材料。纳米超微粒子以其显著的表明效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等一系列新颖的物理和

5、化学特性，在众多领域特别是在光学材料、电磁材料、催化剂、传感器、医学及生物工程材料等众多领域具有极其重要的应用价值和广阔的发展前景。目前，为了提高涂料性能并赋予其特殊功能，将纳米材料用来改性涂料剂或作为助剂添加到涂料材料当中，是涂料产品研发领域的一个热点。改性涂料材料所使用的纳米材料一般为纳米半导体材料，如纳米SiO2、TiO2、ZnO、Fe2O3、CaCO3等。二氧化钛纳米材料（TiO2）是当前应用前景最为广阔的一种纳米材料，超微细二氧化钛具有屏蔽紫外线功能和产生颜色效应的一种透明物质。2液相法2.1溶

6、胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种较为重要的制备纳米材料的湿化学法，主要包括4个步骤：第一步：溶胶。Ti(OR)4与水不互溶，但与醇、苯等有机溶剂无限混溶，所以先配制Ti(OR)4的醇溶液（多用无水乙醇）A，再配制水的乙醇溶液B，并向B中添加无机酸（HCl，HNO3等）或有机酸（HAc、H2C2O4或柠檬酸等）作水解抑制剂（负催化剂），也可加一定量NH3将A和B按一定方式混合、搅拌得透明溶液。第二步：溶胶-凝胶转变制湿凝胶。第三步：使湿凝胶转变为干凝胶。工业出版社，2006，1：第四步：热处理。将干凝胶磨细，在

7、氧化性气氛中在一定温度下热处理，便可得到<100nm的纳米TiO2溶胶-凝胶法制备TiO2纳米材料可以很好地掺杂其它元素，粉末粒径小，分布均匀，是非常有价值的制备方法。但由于要以钛醇盐作为原料，又要加入大量的有机试剂，因此成本高，同时由于凝胶的生成，有机试剂不易逸出，干燥、烧结过程易产生碳污染，另外，对于困扰已久的团聚问题，局部表面化学反应、机械化学反应及用表面活性剂或聚合物包覆等都不能从根本上解决。2.2沉淀法以廉价易得的TiCl4或Ti(SO4)2等无机盐为原料，向反应体系加入沉淀剂后，形成不溶性的T

8、i(OH)4，然后将生成的沉淀过滤，洗去原溶液中的阴离子，高温煅烧即得到所要的纳米二氧化钛材料。1直接沉淀法在含有一种或多种离子的可溶性盐溶液加入沉淀剂后于一定的条件下形成不溶性的氢氧化物；将沉淀洗涤、干燥，再经热分解得到氧化物粉体，其反应过程为（以TiOSO4为例）：TiOSO4+2NH3·H2O=TiO(OH)2+(NH4)2SO4TiO(OH)2=TiO2(S)+H2O该法操作简单，对设备、技术要求不太苛刻，产品成本较低