我对纳米氧化钛的认识

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1、纳米氧化钛前言：纳米二氧化钛，亦称纳米钛白粉。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。具有抗紫外线、抗菌、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。基本介绍：1.杀菌功能　2.卫生陶瓷洁具　　3水处理　　4新型抗菌荧　　5抗菌纤维　　6抗菌建材和抗菌涂料　　7杀灭口腔微生物　　8.防紫外线功能　　9.光催化功能　　10.防雾及自清洁功能　　11.纳米二氧化钛可作为锂电池、太阳能电池原料　　12.纳米二氧化钛（同T25F）用在纺织上可以替代PVA1.纳米氧化钛的制备方法：（1）气相制备法：

2、1.低压气体蒸发法在低压的氩、氮气等惰性气体中加热普通的Ti02,然后骤冷生成纳米二氧化钛粉体,其加热源有以下几种:(1)电阻加热法;(2)等离子喷射法;(3)高频感应法;(4)电子束法;(5)激光法,这些方法可制备lOOnm以下的二氧化钛粒子。2.活性氢—熔融金属反应法含有氢气的等离子体与金属钛之间产生电弧,使金属熔融,电离的N2,Ar等气体和H2溶入熔融金属,然后释放出来,在气体中形成了金属的超微粒子,离心收集器或过滤式收集使微粒与气体分离而获得纳米二氧化钛微粒。3.溅射法用两块金属板分别作为阳极和阴极,阴极为蒸发用的材料,在两电极间充入Ar气,两电极间施加的电压范围为0.3—1.5

3、kV。由于两电极间的辉光放电使Ar离子形成。在电场的作用下Ar离子冲击阴极靶材表面,靶上的Ti02就由其表面蒸发出来,被惰性气体冷却而凝结成纳米TiO2粉末,粒度在50nm以下,粒径分布较窄。4，流动液面上真空蒸发法用电子束在高真空下加热蒸发TiO2,蒸发物落到旋转的圆盘下表面油膜上,通过圆盘旋转的离心力在下表面上形成流动的油膜,含有超微粒子的油被甩进了真空室的壁面,然后在真空下进行蒸馏获得TiO2超微粒子。,5,.钛醇盐气相水解法最早由美国麻省理工大学开发成功的,可以用来开发单分散的纳米TiO2,其反应式如下:nTi(0R)4,+2nH2O(g)————>nTiO2(s)+4nROH日

4、本的曹达公司和出光兴产公司利用氮气、氦气或空气做载气,把钛醇盐和水蒸气分别导入反分应器的反应区,进行瞬间和快速水解反应,通过改变反应区内各种蒸汽的停留时间、摩尔比、流速、浓度以及反应温度来调节纳米TiO2粒径和粒子形状,这种工艺可获得平均原始粒径为lO-150nm,比表面积为50-300m2/g的非晶形纳米TiO2。粒子。其工艺特点是操作温度较低、能耗小,对材质要求不是很高,并且可以连续化生产。6.TiCl4,高温气相水解法该法与气相法生产白炭黑的原理相似,是将TiCl4气体导入高温的氢氧火焰中进行气相水解,其化学反应式为:TiCl4(g)+2H2(g)+O2(g)→TiO2(s)+4H

5、Cl(g)该工艺制备的纳米粉体产品纯度高、粒径小、表面活性大、分散性好、团聚程度较小。其工艺特点是过程较短,自动化程度高;但因其过程温度较高,腐蚀严重,设备材质要求较严,对工艺参数控制要求准确,因此产品成本较高,一般厂家难以接受。7.钛醇盐气相分解法该工艺以钛醇盐为原料,将其加热气化,用氮气、氦气、或氧气做载气把钛醇盐蒸汽预热后导入热分解炉,进行热分解反应,以钛酸丁酯为例:nTi(OC4H9)4(g)→nTiO2(s)+2nH2O(g)+4nC4H8(g)日本出光兴产公司利用钛醇盐气相分解法生产球形非晶形的纳米TiO2可以用作吸附剂、光催化剂、催化剂载体;和化妆品等。8.TiCl4,气相

6、氧化法这种方法与氯化法制造普通金红石的原理相类似,只是工艺控制条件更加复杂和精确,化学反应式是:TiCl4(g)+O2(g)→TiO2(g)+2Cl2(g)nTiO2(g)→nTiO2(s)施利毅,李春忠等利用N2携带TiCl4蒸汽,预热到435℃后经套管喷嘴的内管进入高温管式反应器,O2预热到870℃后经套管喷嘴的外管也进入反应器,TiCl4和O2在900—1400℃下反应,生成的TiO2微粒经粒子捕集系统,实现气固分离,改工艺目前还处于小试阶段。其优点是自动化程度高,可制备优质粉体。（2），液相法：1.共沉淀法(液相沉淀法)向含多种阳离子的溶液中加入沉淀剂后,所有粒子沉淀的方法称共沉

7、淀法。共沉淀法一般以TiCl4或Ti(SO4)2等无机钛盐为原料,将氨水、(NH4)2CO3、Na2CO3、或NaOH等碱性物质加入到钛盐溶液中,生成无定形的Ti(OH)4沉淀,将沉淀过滤、洗涤、干燥,经600℃左右煅烧得到锐钛型纳米TiO2粉体,或在800℃以上煅烧得到金红石型纳米TiO2粉体。也可将硫酸法生产钛白粉的半成品水合TiO2洗净后,加硫酸溶解形成TiOSO4水溶液,再加碱中和水解,将生成的产物煅烧得到纳米TiO2粉体。