纳米二氧化钛的制备及应用研究

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1、万方数据第22卷第4期2008年4月化工时刊ChemicalIndustryTimesV01．22，No．4Apr．4．2008纳米二氧化钛的制备及应用研究解胜利苟建霞贾冬梅张杰郑晓冬(滨州学院化学与化工系，山东滨州256600)摘要纳米二氧化钛作为一种新型的高性能材料，近年来受到了国内外研究人员的关注，并在相当广泛的领域中得到应用。本文从制备工艺和应用两方面详细阐述了国内外纳米二氧化钛的研究进展和发展现状。且对现存的制备方法进行比较，并指出了其优缺点；并对其发展前景进行了展望。关键词纳米二氧化钛

2、制备方法环保应用PreparationandApplicationofNanometerTi02XieShengliGouJianxiaJiaDongmeiZhangJieZhengXiaodong(ChemistryandChemicalEngineeringDepartmentofBinzhouUniversity，ShandongBinzhou256600)AbstractNanometerTi02，becauseofitsspecialpropertiesandapplicationinm

3、anyfields，wasreceivedwideattention．Inthispaperthegeneralsituationofpreparationofnano—titaniawasreviewed．Thepreparationmethodsfornano—sizedtitaniaparticlewereintroducedindemil，includingtheircharacteristicsanddefects．Andthedefectsofthepreperationmethods

4、atpresentwereputforward．Inthelast．anoutlooktowardthedevelopmenttrendofnano-meterTi02Wasmade．KeywordsNanometertitaniumdioxidepreparationmethodenvironmentalprotectionapplicationIll1．1气相法1．1．1物理气相沉积法用电弧、高频或等离子体等高温热源将原料加热，使之气化或形成等离子体，然后骤冷使之凝聚成纳米粒子。用该方法制备的

5、纳米TiO：具有纯度高、分布均匀、粒径小和分散性好等优点，且TiO：粒子的粒径及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控制。但对技术和设备的要求较高。1．1．2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、氦气或氧气作载气钛醇盐蒸汽经预热后导人热分解炉，进行热分解反应。以钛酸丁酯为例：nTi(OC4H9)4(g)_nTi02(S)+2nil20(g)+4nC4H8(g)①1．1．3TiCIs氢氧火焰水解法该方法所用原料是TiCl4、H：和02，将TiCI,气体导人高温(700一l00

6、0℃)的氢氧火焰中进行气相水解，化学反应式为：TiCl4(g)+2H2(g)+02(g)_+Ti02(s)+4HCI(g)②这种方法制得的纳米二氧化钛纯度高、粒径小、表面活性大、分散性好、团聚程度较小；El程较短，自动化程度高。不足之处是过程温度较高，腐蚀严重，对设备材质要求较严，对工艺参数控制要求精确，因此产品成本较高，一般厂家难以承受。此法目前主要用于电子材料、催化剂和功能陶瓷等方面。1．1．4钛醇盐气相水解法该工艺最早是由美国麻省理工学院开发成功的，可以用来生产单分散的球形纳米TiO：，主要

7、是利用氮气、氧气或空气作载气，把钛醇盐蒸气和水蒸气分收稿日期：2008一01—24基金项目：青年人才刨新工程(项目编号：BZXYQNLG200614)作者简介：解胜利(i979一)，男，硕士，助教，研究方向：纳米材料制备E—mail：shenglixie@126．corn一66—万方数据解胜利等纳米二氧化钛的制备及应用研究2008．V01．22，No．4圜圈别导人反应器的反应区，进行瞬间混和和快速水解反应。化学反应式是：，l(TiOR)4(g)+4nil20(g)_nTi(OH)4(s)+4nRO

8、H(g)③nTi(OH)。(s)一，lTi02·H20(s)+nH20(g)(DnTi02·H20(8)叶，lTi02(s)+nH20(g)(9这种制备工艺可以获得平均原始粒径为10—150nm．比表面积为50—300m2／g的非晶型纳米TiO：。其特点是操作温度较低、能耗小、对材质要求不是很高，并且可以连续生产。1．1．5TiCl4气相氧化法该方法用的原料是TiCl．和0：，化学反应式为：TiCl4(g)+02(g)_Ti02(s)+2C12(g)⑥施利毅、李春忠呤1等利用N：携