纳米tio2制备和应用

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1、纳米TiO2制备和应用的综述【摘　要】本文简单地介绍了纳米tio2的制备方法及其广泛应用的几个领域，其制备方法有气相法和液相法，气相法包括低压气体蒸发法，活性氢—纳米TiO2制备和应用的综述【摘　要】本文简单地介绍了纳米tio2的制备方法及其广泛应用的几个领域，其制备方法有气相法和液相法，气相法包括低压气体蒸发法，活性氢—纳米TiO2制备和应用的综述【摘　要】本文简单地介绍了纳米tio2的制备方法及其广泛应用的几个领域，其制备方法有气相法和液相法，气相法包括低压气体蒸发法，活性氢—熔融金属反应法，溅射法流

2、动液面上真空蒸发法，钛醇盐气相水解法，ticl4高温气相水解法，钛醇盐气相分解法；液相法包括沉淀法，水热法，溶胶凝胶法，微乳液法。目前主要被应用于光催化，光伏电池等方面。【关键词】二氧化钛；制备；应用0.引言二氧化钛俗称钛白粉，钛白粉的粘附力强，不易起化学变化，它不溶于酸、碱、水及一般有机溶剂，甚至也不与化学反应强烈的气体如氯、硫化氢等发生反应。而且它无毒，在常温常压下物理性质也非常稳定，具有高的熔点，耐蚀性高，导电性低，钛在地球金属元素中储藏量很大，它有三种晶型：金红石、锐钛矿、板钛矿，绝大部份以二氧化

3、钛的氧化型态存在地球各处，即原料易得。所以它具有耐久、耐磨耗性、安全性高、经济性与广泛实用用途等优势。1.纳米二氧化钛的制备方法纳米tio2制备方法有很多种，归结起来可以分为气相法和液相法两大类，下面对这两种方法进行综述。1.1气相法1.1.1低压气体蒸发法在低压的氩气，氮气等气体中加热二氧化钛，使其蒸发后形成超微粒或纳米微粒的方法。其原理：在蒸发炉先形成高真空，然后充入一定压力的惰性气体，将原料二氧化钛放入干锅中，启动加热装置进行加热蒸发，是固体二氧化钛变为气体二氧化钛，由于惰性气体的存在，与蒸发气产生

4、对流，使得气体二氧化钛向上运动，并接近充冷液氮的冷却装置，气体二氧化钛原子被冷却，在蒸气中形成很高的局域过饱和，导致均匀成核过程，在接近冷却棒的过程中，二氧化钛蒸气首先形成原子簇，然后形成单个纳米微粒。1.1.2活性氢—熔融金属反应法活性氢—熔融金属反应法是利用含有氢气的等离子体与金属钛之间产生电弧,高压电弧使金属熔融，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，用离心收集器或过滤式收集器使微粒与气体分离而获得纳米二氧化钛微粒。1.1.3溅射法溅射法是利用两块金属

5、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0.3-1.5kv。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tio2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。1.1.4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

6、超微粒子。1.2液相法液相法是目前使用最为广泛的一种方法，这种方法的优点是：原料来源比较广泛，操作设备简单，成本低，可用于工业化大规模生产，目前最常见的有沉淀法，水热法，溶胶凝胶法，微乳液法。1.2.1沉淀法沉淀法是在无机钛盐溶液中加入沉淀剂(如oh等)后，在一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性钛的氢氧化物或钛盐从溶液中析出，并将溶剂或溶液中原有的阴离子洗去，经热分解或脱水即得到所需的二氧化钛粉料。1.2.2水热法水热法制备纳米粉体是在特制的密闭反应容器(高压釜)里，采用水溶液作为反应介质,通过对反应容器

7、加热，创造一个高温、高压反应环境,使前驱物在水热介质中溶解,进而成核、生长、最终形成具有一定粒度和结晶形态的晶粒水热法制备粉体常采用固体粉末或新配制的凝胶作为前驱体，第一步是根据反应原理，将反应物混合加入进行反应，制备钛的氢氧化物凝胶，第二步将凝胶转入高压釜内，加热(<250℃)，使得反应釜处于高温、高压的环境,使难溶或不溶的物质溶解并且重结晶,生成纳米tio2粉体。1.2.3溶胶凝胶法溶胶凝胶法是用含高化学活性组分的化合物作为前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解，缩合化学反应，在溶液中形成稳定

8、的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间的缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥后烧结固化制备出纳米亚结构的材料。1.2.4微乳液法微乳液法是近年来发展起来的一种制备二氧化钛的新方法，微乳液法制备纳米二氧化钛是在表面活性剂的作用下，使水溶液高度分散在油相中形成热力学的稳定体系，反应得到无定形的二氧化钛，进一步煅烧，析晶得到。2.纳米二氧化钛材料的应用早期的二氧化钛被应用于涂料，化