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    国内外纳米二氧化钛的研究与应用

    * 来源: * 作者: * 发表时间: 2020/06/06 0:44:37 * 浏览: 0
    纳米二氧化钛(nano钛白粉)自1980年代开始生产,由于其颗粒小,比表面积大等特点,具有量子效应,隧道效应,独特的色彩效应,光催化和紫外线屏蔽等功能,在功能性涂料,汽车,化妆品,保健,废水处理,环保等方面具有广阔的应用前景,其应用研究活跃。目前,纳米二氧化钛作为光催化剂的应用非常活跃。在光催化处理大气中有机废水和有机污染物的研究中,现已发现纳米二氧化钛作为光催化剂可以处理卤代脂肪烃,卤代芳烃,有机酸,酚,硝基芳烃,取代苯胺等。以及空气中的有害污染物,例如甲醇和丙酮。日本已经在公路两侧和隧道中安装了涂有纳米二氧化钛的光催化板,以去除氮氧化物,以预防和控制汽车尾气。纳米二氧化钛的光催化作用也可以被灭菌。例如,纳米二氧化钛对铜绿假单胞菌,大肠杆菌,金黄色葡萄球菌等具有很强的杀菌作用。它可用于医院手术台和墙壁,浴缸,瓷砖和厕所。此外,纳米二氧化钛还可以使癌细胞失活,为治疗恶性肿瘤提供了捷径。近年来,由于其光稳定性和无毒性,纳米二氧化钛已成为用于光伏太阳能转换的最常用材料。它对多孔多晶纳米二氧化钛电极具有量子尺寸CdS的敏化作用。光电转换率高达6%,三溴吡啶钌对纳米二氧化钛PEC电池增感,在模拟阳光下,光电转换效率可达到12%,光电流密度大于12A / cm2。 1997年和1998年,中国研究人员完成了导电聚合物和纳米二氧化钛的复合材料,该材料可以是优良的。此外,纳米二氧化钛具有优异的紫线屏蔽效果,透明性和无毒特性,使其成为防晒护肤产品的理想添加剂材料,在母料中具有良好的分散性,因此使用纳米钛作为塑料包装材料白色粉末非常透明,由于其抗紫外线性能和无毒性,可以用作天然和人造纤维的良好紫外线屏蔽剂。同时,纳米二氧化钛还可以用作树脂油墨着色剂,硅橡胶增强剂,固体润滑剂添加剂,高效光敏催化剂,吸附剂等。在国外,纳米二氧化钛已被广泛使用。防晒化妆品,高档汽车金属面漆,电子行业,复印机行业,高压绝缘材料,集成电路基板,荧光灯管等。目前,纳米二氧化钛的制备方法大致可分为两类,即气相法和液相法。气相法包括气相氧化法和气相水解法。气相氧化法是在高温下氧化高纯度四氯化钛,生成非常明亮的纳米二氧化钛。适用于大规模生产,但副产品腐蚀性强,投资大,设备结构复杂,材料要求耐高温,耐腐蚀性能难以研究和开发,气相水解法是通过在氢火焰中高温水解制备高纯度四氯化钛,得到纳米二氧化钛,具有纯度高,工艺复杂,投资大的特点。液相法包括均匀沉淀法,萃取法,溶胶-凝胶法等。均相沉淀法以硫酸法二氧化钛制备过程的中间产物-钛液为原料,金红石型二氧化钛晶种为促进剂,十二烷基磺酸钠为表面活性剂。添加剂,尿素作为沉淀剂。纳米金红石型二氧化钛颗粒,其提取方法还以硫酸法二氧化钛生产过程中的中间产物钛液为原料,经提取法将二氧化钛转化为有机溶胶,然后蒸馏该溶胶为纳米钛白色粉末,溶胶单凝胶法一般以醇钛盐和无水乙醇为原料,加入少量水和不同酸或有机聚合助剂,通过搅拌和老化形成稳定的涂膜溶胶。 ,然后使用溶胶将二氧化钛附着到各种载体上。通常,液相法更容易控制纳米二氧化钛的粒径,但是生产周期长且产量低。由于纳米二氧化钛粉末的强极性,在极性介质中很容易结块,从而影响其优异的性能。因此,在实际应用中,必须对纳米二氧化钛粉末进行表面处理,这也是纳米二氧化钛工业生产中必不可少的关键步骤,直接影响到产品的应用范围。当前的处理是在表面上涂覆无机或有机膜以避免粉末颗粒的团聚。未来的研究重点是选择合适的改性剂,在正常条件下实现表面涂层以及化学原理的理论研究等。