纳米TiO_2粉体分散性的研究
纳米二氧化钛粉体的制备及其在水相介质中的分散性研究的开题报告
纳米二氧化钛粉体的制备及其在水相介质中的分散性研究的开题报告一、研究背景及意义纳米二氧化钛（TiO2）粉体具有广泛的应用前景，如在光催化、化学催化、染料敏化太阳能电池等领域中具有重要作用。
然而，纳米级TiO2粉体的制备和分散性仍然是研究的热点问题之一。
尤其是在水相介质中，纳米TiO2的分散性会受到溶剂的影响，难以实现稳定分散。
因此，对纳米TiO2的制备和分散性的研究具有重要的科学和应用价值。
二、研究内容和方法本研究将通过一系列方法，研究纳米二氧化钛粉体的制备及其在水相介质中的分散性。
具体包括：1.采用水热法、溶胶-凝胶法和水相沉淀法等方法制备纳米级TiO2粉末；2.通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术评估粉末的形貌和粒径分布；3.运用动态光散射（DLS）技术研究纳米TiO2粉体在水相介质中的分散性；4.基于DLVO理论探究纳米二氧化钛粉体在不同pH值、盐浓度等条件下的稳定分散机理；5.通过控制制备条件和溶剂选择等方法提高纳米TiO2的分散性。
三、研究进展与意义目前，纳米TiO2的制备方法和分散性研究已经得到较多进展，但是在水相介质中的研究仍然存在许多问题。
本研究将提高纳米TiO2在水相介质中的分散性，探究纳米TiO2粉体在不同条件下的分散稳定机理，有助于提高其应用效果，并为类似材料的研究提供借鉴。
四、论文结构本文将包括绪论、文献综述、研究内容与方法、结果与分析、结论等部分。
在结果与分析部分，将使用相关实验结果探讨纳米TiO2粉体在水相介质中的分散性，并基于理论解释这些结果。
在结论部分，将总结研究发现并提出下一步研究建议。
水热法制备纳米TiO2及其在水相介质中分散性的研究
纳米科 学 是从 上世 纪 ９ ０年代 开始 兴起 的一 门新 的学科 ，当物 质达 到纳米 量 级 时就 会 发 生 突变 而表 现 出与一般 常规材 料 不一 样 的特 殊性 质 【 】 由于 纳米 粒子 的比表面 积剧 增 ，其 ｌ。 表 面 活性大 ，造 成物 质 团聚 ，从 而形成 难 以分 散 的球 团形 式 。因此 ，制 备 出能够 在 有机 相 或 水相 中高度 分散 的纳 米材 料 是 当前 研 究 的热 点 。 ｉ 是 目前 世 界上 白度 最好 的颜料 ， ＴＯ２ 广泛 应 用 于涂料 、 化妆 品 、造纸 等领 域 。纳米 ＴＯ２ 为颜 料 时具 有透 明性 ，添加 到汽 车涂 料 中会 ｉ 作
产生 良 的变色效应；而用于化妆品时，具有优 良的紫外线吸收效应 。纳米 Ｔ ２ 好 ｉ 还具有杀 Ｏ 菌 、降解 有 机物 的作 用 ，在 制备 功 能陶 瓷和 太 阳能 电池 方 面也 得 到 了广 泛 的应用 ［７ ３１ －。
水热 法制 备纳 米 粉体 是研 究纳 米 晶体生 长机 理 的好 方法 ， 备 的纳米粉 体不 需要 高温 煅 制 烧 ，有效地 避 开 了粉 体 高温煅 烧 所造 成 的二 次 团聚 ，因而 纳米 粉 体分 散性较 好 【 。本研 究 ８ １ 以硫 酸钛 白粉 生产 工 艺 中间体 偏钛酸 为 原料 ，采 用水 热 法制 备 了纳米 ＴＯ 粉体 ，考 察 了酸 ｉ２ 对 水 热法 制 备粉 体 的粒径 和粉 体 在水 相 中分 散性 的影 响 。
维普资讯
第３ ２卷 第 ３ 期 ２０ ０ ７年 ９月
广 州 化 学
Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｈ ｍｉｔ ａｇｈ ｕＣ ｅ ｓｙ ｒ
Ｖ＿１ ． Ｏ． ０． Ｎ ３ ３２
Ｓ ｐ．２ ０ ｅｔ ０ ７ ，
纳米二氧化钛粒子分散性能的研究
5期
吴腊英等
纳米二氧化钛粒 子分散性能的研究
549
隔了 TiO2 粒子的团聚 , 起到分散作用 , 而粒 子的 粒径也明显减小。 3 以稀土 La 为分散 剂, 可形 成更 小的纳 米 T iO 2 粒子 , La 同时起到分散纳米 T iO2 粒子和抑制 纳米 T iO2 粒子生长的作用。
致 谢 : 本 文在撰 写过程 中得到 北京化工 大学李 长江教 授和 北京有色金属研究总院毛 昌辉教 授的大 力帮助 , 在此 致以 衷心的感谢 !
[ 8]
T i- O- T i
缩聚物 的
分解释放大量能量 , L a 元素较多的能级可以吸收 反应过程 中释放出的能量, 从而降低所生成的 纳 米 T iO2 粒子表面的能量, 以至减少纳米 T iO2 粒子 之间的团聚。 稀土金属较小的电极电势 E ( RE
[ 9] 0 3+
RE ) , 使
它具有较强的化学活性 , 所以 La 的引 入, 易 与 氯离子结 合形成强电解质, 结果在烧结过程中 起 到润滑作用 , 阻碍纳米 T iO 2 粒子的相互 结合, 进 而起到分散的作用。 更重要的是, 由于稀土镧元 素较多的价电 子 轨道, 使其在与 其它原子结合过程中往往形成 配 合物 ; 所以在 TiO 2 的形成过程中, 容易结合 Ti 元 素 , 形成相对独立的核心体 。 而稀土金属与 T i 元 素之间很小的固溶度, 使其很难形成合金化组元 , 所以在形成的纳米 T iO2 粒子中, 相对独立的单个 团粒最后分解成更小的纳米 TiO 2 粒子。因此 La 的 掺入不仅改善了纳米 T iO2 粒子的分散性能, 还对 粒子的生长起到很大的抑制作用。
[ 6] [ 4]
TiO2 pow der using a sol gel met hod with TiO 4 as a precursor [ J ] . J . M at er. Sci. , 2000, 35( 1) : 4049. 丁绪淮, 谈遒编著 . 版社 , 1985, 10: 75. [ 5] 周荣灿 , 梁 勇 , 陈远志 , 等 . 纳 米分体的 分散性进 展及激 工业结晶 [ M ] . 北京 : 北京化学 工业出
纳米TiO_2自清洁材料的研究进展_刘太奇
纳米T iO2自清洁材料的研究进展刘太奇1,操彬彬1,2,王 晨1(1 北京石油化工学院环境材料研究中心,北京102617;2 北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)摘 要:由于自洁净材料具有光催化、自清洁、抗菌等功能,人们对光催化自洁净材料的研究日益关注。
本文主要概述了纳米二氧化钛自清洁材料的机理及应用,并介绍了国内外自清洁材料的研究现状及发展趋势。
关键词:T iO2;自清洁;光催化中图分类号:T G74 9 文献标志码:AResearch Development in Nano TiO2Self-cleaning MaterialsL IU T aiqi1,CAO Binbin1,2,WA N G Chen1(1.R esear ch Center of Ecomater ial,Beijing Institut e o f Petr ochemical T echnolo gy,Beijing102617,China;2.Colleg e o f M ater ials Science and Eng ineer ing,Beijing U niv ersity of Chemical T echnolo g y,Beijing100029,China)Abstract:Self-cleaning materials hav e att racted much attentio n in recent years due to their unique characters such as photo cataly st ic,self-cleaning and ant ibacter ial effects.T he ov er view of the mechanism and applicat ions of nano titanium d-i o xide self-cleaning materia ls wer e presented,and the r esea rch status and new development of self-cleaning mater ials wer e mainly intro duced in this paper.Key words:T iO2,Self-cleaning,Pho tocatalystic自清洁材料(Self-cleaning m aterials)是指在自然条件下能保持自身清洁的材料,材料本身具有除臭、抗菌、抗霉、防污等多重功能。
纳米TiO_2在不饱和聚酯中的分散性及力学性能
ｔ ｒ ｒ ｈ ｒ ｃ ｅｉｅ ．Ｔｈ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｈ ｔＴｉ ／ Ｒ ｏ ｏ ｉｅ ｒａ ｅ ｔ ｌ ｎ ｕ ｅａ ｅｃ ａａ ｔｒｚ ｄ ｅｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ Ｏ２ ＵＰ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓｔｅ ｔｄ ｗｉｈ ｍｉ ｉｇ ｌ
ｈ ｖ ｅｔｒｄｓ ｅ ｓｔ ｎ ｅ ｓｇ ａｎ ｐ ｔ ｗａ ｎ ｃ ｎ ｒｓ ｔ ｈ Ｏ２ Ｕ Ｐ ｏ ｏ ｉｅ ａ ｅｂ ｔｅ ｉｐ ｒ ｉ ａ ｄ ｌｓ ｒｉ ａ ｈ ｙｉ ｏ ｔａ ｔ ｙ ｗｉｈｔ ｅＴｉ ／ Ｒ ｃ ｍｐ ｓｔｓ
第 ３ １卷 第 ３ 期
２１ ０ ０年 ６月
青 岛 科 技 大 学 学 报（ 自然 科学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｎ ｄ ｏＵｎｖ ｒｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ０ｏ ｙ Ｎａ ｕａ ｃｅ ｃ ｉｏ ） ｏ ｒａ ｇ ａ ｉｅｓｔ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ （ ｔ ｒ ｌ ｉｎ ｅＥｄｔ ｎ ｏ Ｑｉ ｙ Ｓ ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｉ ｎ ｐａ ｔｃｅ ｒ ｓ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ａ ｅ ｌ ｓ ｅ ｅ ｉ ｏ ｕｔｏ ｓｒ ｃ ： Ｏ２ｎａ ｏ ｒ ｉｌ ｓ ａ ｅ ｄｉｐｅ ｓ ｄ ｉ ｈｅ ｕｎ ａ ｕｒ ｔ ｄ ｐｏ ｙｅ ｔ ｒｒ ｓｎ ｓ ｌ ｉ ｎ ｕ— ｓｎｇ ｍ ｅ ｈａ ｉａ ｇ ｔ ｔｏ ｎ ｈ ｅ — ｏ ｌｍ ｕｌｅ ｉ ｃ ｎ ｃ ｌａ ｉａ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｒ ｅ ｒ ｌ ｌｒ，ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ｅ ｐ ｃ ｉ ｅ ｙ，ｔ ｒ ｐａ ｅｔ ｎｓ ｔ ｒ ｔ ｄ ｏ ｐ ｅ ｒ ｈｅ ｕ ａ ｕ ａ ｅ
并对 纳米 Ｔ Ｏ。 基体 中的 分散性 及混合 物 的黏 度进 行 了表 征 。结果 表 明 ： ｉ 在 研磨 处理 比机
械 搅 拌 处 理 的 Ｔ Ｏ ／ Ｒ 复 合 材 料 分 散 更 均 匀 ， 径 更 小 。 纯 树 脂 和 Ｔｉ ／ Ｒ 混 合 物 ｉ ＵＰ 粒 Ｏ：ＵＰ 的 黏 度 均 随 混 合 处 理 时 间 的 增 加 有 升 高 的趋 势 ， 交 联 以前 ， Ｏ ／ Ｒ 混 合 物 的 黏 度 比 在 Ｔｉ 。 ＵＰ 纯 树 脂 的 黏 度 显 著 提 高 ， 纯 树 脂 在 研 磨 处理 ２ｈ后 产 生 严 重 交 联 ， 度 急 剧 升 高 。 添 加 但 黏 纳 米 Ｔ Ｏｚ 高 了 Ｔｉ 。 ＵＰ 复 合 材 料 的 力 学 性 能 。 与 纯 树 脂 相 比 ， 加 纳 米 Ｔ Ｏ 质 量 ｉ 提 Ｏ／ Ｒ 添 ｉ 分 数 ３ ０ 时 ， Ｏ ／ Ｒ 复 合 材 料 的 拉 伸 强 度 提 高 了 ６ ％ ， 曲 强 度 提 高 了 １ ； ． Ｔｉ ＵＰ ３ 弯 ７ 添
纳米二氧化钛研究现状
纳米二氧化钛研究现状论文导读：综述了纳米TiO2的特性，包括纳米级TiO2常见的三种结构，化学稳定性及热稳定性等方面性质。
重点综述了纳米TiO2常见制备方法，包括气相法、液相法。
并讨论了液相法和气相法合成纳米级TiO2粉体的优缺点。
关键词：纳米TiO2，气相法，液相法0．前言二十世纪纳米技术兴起并迅速发展，由于纳米材料的独特性质使它在科学技术领域占据重要地位。
我们把粉体粒径小于100nm的粉体称作纳米粉体。
纳米粉体具有宏观块材所没有的奇特性质，如量子尺寸效应，宏观隧道效应等。
这些奇特的性质决定了纳米粉体的广阔运用前景。
纳米粉体中纳米TiO2粉体目前在能源、化工、冶金、半导体材料、光催化材料、太阳能的储存与利用、光化学转换、精细陶瓷等方面得到广泛应用，所以合成纳米TiO2已经成为人们广泛关注的热点。
纳米TiO2的制备方法有气相法、液相法。
此两种方法各有其优缺点。
气相法制备的TiO2纳米粒径小，单分散性好但能耗大，成本较高。
与气相法相比液相法制备纳米TiO2方法简单、易操作、成本低，但制备的TiO2纳米形貌不易控制。
本文综述了近年来制备纳米TiO2的常见方法，客观的分析和评价了各种方法的优缺点。
1．纳米TiO2的性能纳米TiO2有白色和透明状的两种颗粒，常见的TiO2粉体有金红石、锐钛矿、板钛矿等3种晶型。
其中金红石和锐钛矿是四方晶系，板钛矿是正交晶系。
纳米TiO2化学性能稳定，常温下几乎不与其它化合物反应，不溶于水和稀酸，在一定条件下微溶于碱和热硝酸，纳TiO2热稳定性也比较好。
纳米TiO2的一个显著特点是他具有半导体性质，它的禁带宽度较宽，其中锐钛矿为3.2eV，金红石为3.0eV，当吸收一定波长的光子后价带中的电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子e-，同时在价带上产生带正电的空穴h+。
2. 纳米TiO2的制备方法2.1 气相法2.1.1 气相氢氧焰水解法该法[1]是以精制的氢气、空气、氯化物(TiCl4)蒸气为原料。
纳米TiO2的分散及光催化活性
ｍｇ／ｍＬ）组纳米Ｔｉ０２ 颗粒的尺寸相对较小，但３个组间颗粒尺寸无显著
（０．５０ ｍｇ／ｍＬ）、１：５０（１．０
性差异．说明当分散液用量过少，样品质量浓度过 大时，分散剂对纳米Ｔｉ０２分散效果较差，样品质量 浓度最好不要超过２．０ ｍｇ／ｍＬ． 由图３（ｂ）可知，１：２００（０．２５ ｍｇ／ｍＬ）组的亚 甲基蓝光催化降解率最低（ｐ＜ｏ．０５），ｌ：１００（Ｏ．５０
ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ
ｉｓ
ｐｒｏｍｏｔｅｄ
ｂｙ ｔｈｅ
ｗｅｌｌ－ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ
ｄｉｏｘｉｄｅ；ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ
收稿日期：２０１ｌ－０６－０８．
作者简介：张小强（１９６８一），男，博士，副教授；浦跃朴（联系人），男，博士，教授，博士生导师，ｙｐｐｕ＠ｓ即．ｅｄｕ．∞．
米ＴｉＯ：的晶型结构和颗粒尺寸可影响其光催化活
取一定量的质量浓度为５０．０ ｍｇ／ｍＬ的纳米 ＴｉＯ：分散液，用不同的分散剂ＰＢＳ（Ｐ），１０％
（ＮａＰ０３）６（Ｎ），０．５％ＨＰＭＣ Ｋ４Ｍ（Ｈ）和１００％
性水平的高低，但是纳米颗粒在液体环境中易于团 聚，合适的纳米材料分散方法对于分散液中的纳米
颗粒的团聚和平均尺寸的控制具有重要意义． 本文采用不同条件制备纳米ＴｉＯ：分散体系，
３∞
２５０
２００ １５０
口日禧＃ １００
５０ ０
撇剂用量
（ａ）分散求平 圈１
１１０。纳来颗粒电镜分析
２．２分散剂的影响 采用Ｐ，Ｎ，Ｈ，Ｆ四种分散剂制备４种不同的纳 米Ｔｉ０２分散体系，测定各分散体系内纳米’ｎ０２颗 粒粒径（见图２（ａ），・表示组间比较有显著性差 异，Ｐ＜Ｏ．０５）．各分散体系中纳米ＴｉＯ：对亚甲基 蓝的光催化降解率如图２（ｂ）所示．
纳米TiO_2特性及分散的研究进展
第 ４期
皮 革 与 化 工
Ｌ ＥＡＴＨ ＥＲ ＡＮ Ｄ Ｈ ＥＭ Ｉ Ｃ ＣＡＬＳ
Ｖ０． ９ Ｎ Ｏ４ １２ ．
２１ ０ ２年 ８月
Ａｕ ２ ２ ｇ． ０１
誊
蓬
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
纳米 ＴＯ 特性及分散 的研究进展 ｉ２
王金 荣 ，薛纪波 王全 杰 １ ， ， ２
（． 台大 学化 学化 工 学院 ， 东 烟 台 ２４０ ； １烟 山 ６０５
２国家制 革技 术研 究推 广 中心 ， 东 烟 台 ２ ４ （ ） ． 山 ６ ０） ５
摘要： 本文 以在皮革 中的应 用为 目的 ， 述 了纳米 ＴＯ 的特性 及作用机理 ， 综 ｉ 介绍 了其应用 领域 ， 总结了其主 并
易斯 酸碱 ， 有水 的情况 下 ， 在 表面 金属离 子首 先倾 向 于配 位水分 子 ， 容易形 成 表面 羟基 ，ｉ ＴＯ 的表 面羟 基
化状 态 与它 的光化 学有 着密 切 的关 系 。ＴＯ 的 电子 ｉ
在皮革行业的应用仍然处于初步探索阶段［ 还存在 ６ １ ，
诸 多 问题 需 要解 决 ， 中 ， 其 如何 通过 有效 的 手段 防止
第２ ９卷
型 ＴＯ 的禁 带宽 度 为 ３ Ｖ ４ 当于 ３ ７ｎ 的光 子 ｉ ． ｅ （Ｈ ２ （ ８ ｍ
２２ 纳米 ＴＯ 的屏蔽 紫外线 作用 ． ｉ
的能 量）当它 收到 波 长小 于 ３７ｎ ， ８ ｍ的 光 照射 时 ， 禁
带 上 的电子跃 迁到 价带 上 ， 而产 生 电子空 穴对 。 从 即 其价 带 的 电子 获得 能量 从价 带进 入最低 导带 ，在 价 带 中 留下 了不 为 电子 占据 的能 量状 态 —— “ 空穴 ” ，
溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及其分散性研究
ｂ ｌＧ ｅ ｅｈｏ ｙ Ｓｏ－ａｂｏ Ｗ ｕ Ｘｕ ｗｅ ， ｎ Ｙｕ ｎ ｕｉ Ｄｏ ｇ Ｚｈ ｎｂ ｕ ｗｅ ， ｎ ｉ ， ｅ ｎ Ｈａ ａ ｈ ， ｎ ｅ ｏ
（ ｅ ａ ｏｙｅｈ ｉ Ｕ ｉ ｒｉ ，ｉｏｕ ５ ０ ３ Ｃ ｉ ） Ｈ ｎ ｎＰ ｌｔｃｎｃ ｎｖ ｓｙ Ｊ ｚ ｏ ４ ０ ， ｈｎ ｅ ｔ ａ ４ ａ
（ ｕ ） ｉ ｎ ２ ５ 、 ｔｅ ａｉ ｏ （ ｕ ） ｉ ｎ ｔ 、ｐ ａｕ ｄＳ ｎ ｈ ｒ ｃ ｓ ｃ ｎ ｉｏ ｓ ｅｅｓｌ ｔｄｂ ｓ ｇｔｅ ｒ ｏ ｏ ａ Ｂ Ｏ ４ ｄＣ Ｈ ＯＨ ｈ ｔ ｆ Ｂ Ｏ ４ ｄ ｅ Ｔａ ｒ ｏ Ｔ ａ ｗａ ｒ Ｈ ｖ ｌ ａ ｏ ． ｅｐｏ ｅｓ ｏ ｄｔ ｎ ｒ ｅ ｅ ｙｕ ｉ ｔ ｇ ｎ ｌ ｅｎ Ｏ Ｔ ｉ ｗ ｅｃ ｎ ｈｏｈ
防晒化妆品中纳米TiO_2的检测技术研究
的识 别 体 系 。
关键 词 纳 米 Ｔｉ 防 晒 化妆 品 检 测技 术 ０ｚ
防晒剂也称 遮光 剂 ， 按其 防护 作用 机 制可 分为 物理阻挡 和化学 吸 收 。在 防晒 化妆 品 中 ， 期采 用 早 的防晒 剂 大 部 分 为有 机 物 ， 能 屏 蔽 中 波 紫 外 线 仅 （ Ｂ ， ＵＶ ） 而且 还存在 毒性和化 学敏感 的问题ｌ 。 ＿ １
力 ｉ ０型 红 外 显 微 镜 （Ｒ） 定 ； 失 重 曲 线 以 ＴＡ Ｎ１ Ｉ 测 热
的 Ｔ Ｏ ， 形貌 及 尺度 如何 确 定 ， 没有 任 何 专业 ｉ 其 更
的检测机 构可 以出具相应 的检测 结果 。 我 们 选 择 目前 已 投 入 实 际 生 产 的 、 量 应 用 于 大
随 着 纳 米 技 术 的 发 展 ， 米 防 晒 剂 在 活 性 成 分 纳
ｌ 实验 部 分
１ １ 无 机 成 分 的 分 离 ．
取 化 妆 品 （ 为 乳 液 状 ） 烧 杯 ， 浴 加 热 破 乳 均 于 水 后 ， 别 用 正 己烷 、 仿 、 酮 、 醇 依 次 洗 涤 ， 声 分 氯 丙 甲 超 振 荡 并 离 心 处 理 后 ， 去 上 层 悬 浮 物 ， 下 层 沉 淀 置 弃 取
级 Ｔ ｏ 的存 在 判 定 及 形 貌 鉴别 确 定 尚未 形成 统 一 的 方 法 标 准 。本 文 通 过 Ｘ 射 线 荧 光 光 谱 仪 （ Ｒ ） 等 离 子 子 发 ｉ２ Ｘ Ｆ 、
射光 谱 仪 （ Ｐ 、 外 显 微 镜 （Ｒ） 热 重 分 析 仪 （ Ｇ） ｘ 射 线 衍 射 仪 （ Ｒ ） 扫 描 电 镜 （ Ｅ ） 透 射 电 子 显 微 镜 Ｉ ）红 Ｃ Ｉ 、 Ｔ 、 Ｘ Ｄ、 ＳＭ 、
纳米TiO2的分散及表面改性的研究综述
ｇｅ ｎ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ． ｅ ｍ ｏ ｉｅ ｎ ｏ ｉｃ ｔ ｒ ｃ ｓ ｓ ｄ ｂ ｈ ｕｈ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅ ｓ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｉｓ ａ ｄ ｎ ｗ ｒ ｄ ｃ ｓ Ｔｈ ｄｆ ｒａ ｄ ｍ ｄｆ ａ ｉ ｐ ｏ ｅ ｓ ｕ ｅ ｙ ｔ ｅ ａ ｔ ｏ ｓ ｃ ｕｄ ｂ ｓ ｄ ａ ｅ ｅ ｅ ｃ ｉ ｉ ｏｎ ｗ ｈ ｎ ｍｏ ｉ ｉｇｏ ｈ ｒｎ ｎ ｍ ｅ ｅ ａ ｉｌｓ ｅ ｄｆ ｎ ｔ ｅ ａ ｏ ｙ ｔ ｒｐ ｒ ｃｅ ， ｔ Ｋｅ ｒ ｓ： ｎ ｎ ｍ ｅ ｅ Ｏ２ ｄｓ ｅ ｓｂｌｙ ｓ ｒａ ｅ ｍ ｏ ｉｃ ｔ ｎ； ｍ ｅ ｈ ｎｓ ｙ ｗｏ ｄ ａｏ ｔｒ Ｔｉ ： ｉｐ ｒｉｉ ； ｕ ｃ ｄｆ ａ ｉ ｉ ｔ ｆ ｉ ｏ ｃ ａ ｉｍ
Ｓ ｉ ｎ ｘ ｎ，ＸＵ ｉ Ｈ ＨＩ Ｊ ａ — ｉ Ｈｕ ，Ｚ ＡＮＧ ａ － ｎ， Ｃ Ｎ Ｙ ｎｊ ２ ＨＥ ｕ
２ Ｌ ｎｈｕＰ ｔ ｃｅ Ｃ ．Ｌｄ，Ｌ ｎｈｕ ３０ ０ ｈ ａ ． ａｚｏ ｅ ｏｈｍ． ｏ ｔ． ａｚｏ ７ ０ ６ ，Ｃ ｉ ） ｒ ， ｎ
一 ｉ ｍｅ
ｔ ｈ ａ ｉｌｓ Ｓ ｈ ｔｔ ｅ ｏｕｄ ｓ ｔ ｆ ｈ ｅ ｉ ｍ ｅ ｔ ｆｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｏ ｔ ｅ ｐ ｒｃｅ Ｏ ｔ ａ ｈ ｙ ｃ ｌ ａｉ ｙｔ ｅ ｒｑｕｒ ｔ ｓ ｅ ｎ ｓｏ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅｎ ｆｎ ｗ ｔ ｒ ｌ，ｎ ｗ ｅ ｈ ｏｏ ｔｏ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｓ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ— ａ
（ ． ｏｌＰ ｔ ｃｅ Ｅ ｇ， ａｚｏ ｎｖ Ｔ ｃ ｎ１ ａｚｏ ３０ ０ ｈｎ ； １ Ｃ ｉ ｅｒ ｈｍ． ｎ ．Ｌ ｎｈｕＵ ｉ． ｅｈ ｏ． ｎｈ ｕ ７ ０ ５ ，Ｃ ｉａ ． ｏ ，Ｌ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｎａ ｏ ｔ ｉ ａ ｔ ｌｓ ｓｒ ｃ ： ｎ ｍｅ ｅｒＴＯ２ ｐ ｒｉ ｅ ｗｅ ｅ ｕ ａ ｅ ｃ ｒ ｓ ｒ ｃ ｍｏ ｉｅ ｐ ｙ ｉａｌ ｎ ｃ ｅ ｉａｌ。ａ ｄ ｈ ｒ ａ ｔ ｎ ｆ ｄｆ ｄ ｈ ｓｃ ｌ ａ ｄ ｈ ｍ ｃ ｌ ｉ ｙ ｙ ｎ ｔ ｅ ｅ ｃｉ ｏ ｍｅ ｈ ｎｓ ｗ ａ ｉｃ ｓ ｅ Ｔ ｅ ｍｏ ｉｃ ｔ ｉ ｒ ．ｍａ ｔ ｒ ａ ｏ ｐｏ ｉｇ ｔ ｅ ｗ ｅｔ ｂｌｙ ａ ｄ ｄｓ ｅ ｓｂｌ ｃ ａ ｉｍ ｓ ｄｓ ｕ ｓ ｄ． ｈ ｄｆ ａ ｉ ｗ ｔ ｏ ｇ ｉ ｏｎ ｈ ｔｅ ｓｗ ｓ ｆ ｒｉ ｒ ｖｎ ｈ ｔａ ｉｔ ｎ ｉｐ ｒｉｉ— ｍ ｉ ｉ ｔ ｆｔ ｅ ｐ ｒｉｌｓ ａ ｄ ｔ ａ ｉ ｉｅ ａ ｎ ｓ ｗ ａ ｏ ｎ ｒａ ｉｇ ｔ ｅ ｄ ｒ ｂｌｙ ａ ｄ ｃ ｅ ．ｓａ ｉ ｙ ，ｌｗ ｅ ｉｇ ｔ ｅ Ｖ ｏ ｈ ａ ｃｅ ， ｎ ｈ ｔｗ ｔ ｍ ｎ ｒ ｌ ｅ ｓ ｆ ｒｉｃｅ ｓｎ ｈ ｕａ ｉ ｎ ｈ ｍ ｔ ｈ ｏ ｉ ｔ ｔ ｂｌ ． ｏ ｒ ｈ ｉ ｔ ｎ ｓ ｒ ｃ ｎ ｒｙ ｍ ｐ ｏ ｉｇ ｔ ｅ ｏｇ ｎ ｐ ｌ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｐｏ ｅ ｉｓ ｏ ｈ ａ ｉｌｓ ｕ ａ ｅ ｅ ｅｇ ，ｉ ｒ ｖｎ ｈ ｒａ ｏ ｈｉ ｔ ａ ｄ ａ ｐｉ ｔ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆｔ ｅ ｐ ｒｃｅ ，ｏｒｇｖｎ ｅ ｆ ｎ ｔ ｓ ｆ ｉｙ ｃ ｃ ｏ ｔ ｔ ｉｉｇ ｎ ｗ ｕ ｃ ｉ ｏｎ
纳米TiO_2分散及稳定性研究
纳米TiO_2分散及稳定性研究
呼日勒朝克图;杨尚元;常菲;孙宝云
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2016(47)3
【摘要】以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)作为分散剂,研究金红石型纳米TiO_2口服染毒前在水相中的分散性能及稳定性,利用紫外-可见光谱及动态光散射等方法对分散前后的纳米TiO_2溶液稳定性进行研究,结果表明,纳米TiO_2在水相中的分散能力与稳定性与分散剂及纳米TiO_2的用量有一定关系,分散剂CMCNa与TiO_2存在一个最适浓度范围,在CMC-Na的浓度<1.5%以及TiO_2浓度<2.01 mg/mL时具有较好的分散性和稳定性。
【总页数】5页(P258-262)
【关键词】纳米TiO2;羧甲基纤维素钠;分散性;稳定性
【作者】呼日勒朝克图;杨尚元;常菲;孙宝云
【作者单位】内蒙古大学化学化工学院;中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性中科院重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ027.3
【相关文献】
1.纳米TiO_2在有机相中的分散性研究 [J], 徐金宝;王永红;钟国伦
2.纳米TiO_2粉体的分散性研究 [J], 欧秀娟;杜海燕
3.Tween-80和SDBS对纳米TiO_2在水溶液中分散稳定性的影响 [J], 周艺;何小川;王炎根
4.纳米TiO_2在介质中分散性研究进展 [J], 徐金宝;李荣;王永红;钟国伦
5.水基TiO_2纳米浆体的制备及其分散稳定研究 [J], 林本兰;沈晓冬;崔升
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水体系中纳米TiO2粉体的分散稳定性研究
分Ｔ 剂 Ｍ－ ＋ 救 ９一 酬高ｒ
物Ｃ 删Ａ＋ 尚泉物 ｃ
２ｈ 什 淀 ４ ［
溶液 讣 ０ ： １ｔ 』 ｛敞 ｎ ｝
＂
２ ｈ后 ， 城 淀 ．无计 ４ ，
２４ “ 崦 自 较 机 淀 ｊ ｈ
依然 好
烘 ｛ｌ ＃
Ａ 偏磷 酸钠＋ 触州 Ｍ． 舒 ９
表 ２ 不 同分散 剂 的影 响 ：
分般刑 （ ％ ） １ ５
¨ 濉 ８０ ｉ ＋ 浆 ， 暂ｃ 偏 磷 艘 ＋ 紫 物 ｃ
使用 仪器 见表 １
表 １ 仪 器 ：
仪 器 名称 电ｒ ｒ 人 氙 唾鲫 切 ｆ 乳化 机 ｝
－
纳米 Ｔ ） ， Ｋ ％
分散 粜
维普资讯
水体 系 中纳 米 ＴＯ２ ｉ 粉体 的分 散 稳 定 性 研 究
王巧 玲 尉 霞 杨建 忠
（ 西安 工程 大 学 陕 西西安 ７ ０ ４ ） １０ ８ 【 摘要 】 文 选 用不 同类型 的 复合 分散 剂对 纳 ｇ－ｉ 粉 体 在 水体 系中的 分散 效果 进 行 本 Ｔ Ｏ
图 １ 实验 方案
效益 。 此 ， 文采 用 电空 间联合 稳定 机制 ， 用 为 本 运 多种复合分散剂 ， 以水 为分 散 介 质 ， 纳 米 ＴＯ 对 ｉ
的分 散性 进行 对 比研究 。 旨在 为化纤 与 印染后 整 理 的使 用过程 中打下 良好基 础 。
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 复合 分散 剂 的选择 ．
不 通 的 分 散 剂 对 于 纳 米 ＴＯ 的分 散 效 果 和 ｉ 分 散体 系 的稳定 性 的影 响不 同 。 本试 验采 用 四种 分 散剂 进行 两 两混 合 组成 复合 分 散剂 ， 散效 果 分
纳米二氧化钛分散的阶段
纳米二氧化钛分散的阶段
纳米二氧化钛（TiO2）因其独特的光催化、紫外线屏蔽和自清洁等性能，被广泛应用于涂料、塑料、化妆品等领域。
然而，纳米二氧化钛粒子在介质中的分散问题一直困扰着研究者。
本文将介绍纳米二氧化钛分散的阶段及其特点，并展望其发展趋势。
首先，纳米二氧化钛的分散可以分为三个阶段。
第一阶段是物理分散，通过物理方法使纳米二氧化钛粒子在介质中分散。
常见的物理分散方法包括超声波、高压均质和离心等。
这些方法的优点是操作简便，设备成本低，但粒子分散均匀性较差，团聚现象仍然存在。
第二阶段是化学分散，通过化学方法使纳米二氧化钛粒子在介质中稳定分散。
常用的化学分散方法包括表面活性剂、聚合物和离子液体等。
这些方法可以有效地改善团聚现象，提高粒子分散稳定性。
其中，表面活性剂是最常用的化学分散剂，通过吸附在纳米粒子表面，降低粒子间的相互作用，从而实现分散。
第三阶段是生物分散，通过生物方法使纳米二氧化钛粒子在介质中分散。
生物分散方法包括微生物和植物等。
这些方法的优点是绿色环保，粒子分散性能优异，但技术尚处于初级阶段，有待进一步研究和开发。
展望未来，纳米二氧化钛分散技术的发展趋势主要表现在以下几个方面。
首先，高效分散剂的研究与开发将成为关键，以实现纳米粒子在介质中的高效稳定分散。
其次，绿色分散方法的研究与推广将受到重视，以满足环保要求。
离心沉降光透法测定纳米TiO_2粉体粒径
ｌ ｌ
０
０．２
０．４ ０．６ ０８ １ １ ２
料 径 （ｐｍ）
图 ２ 不 同 分 散 介 质 下所 测得 的纳 米 Ｔｉ（）２ 粒 径 的 累 计 百 分 含 量 （％）
０
Ｊ 、，
一。／０一螂 淫ｆ螂筐
加 ∞ 鲫 ∞ ∞ 加 ０
ｄ（ｇｉｎ ）
一 ◆ 一 乙 醇 一 一 一 ５０ 水 ＋５０乙 醇 一 △ 一 水
果进 行 比较 ，测 量粒 度 的样 品代表 性好 ，重复 性好 ， ３ 结 果 与 讨 论
为 同行及 进 出 口纳米氧化 物粉体粒 度 的测 定提供 了
参 考 。
３．１ 超 声 波 处 理 时 间 对 测 定 结 果 的 影 响
２ 实 验 部 分
纳米 粉体具有较 高的 比表 面能 ，易形成 软团聚 ， 利 用 适 当 的 超 声 分 散来 打 破 粒 子 间 的 物 理 团 聚 。 仅
４８
分 析 仪 器
２０１１年第３期
离 心 沉 降 光 透 法 测 定 纳 米 ＴｉＯ２粉 体 粒 径
赵 金 伟 袁 敏 郑 建 明。 陈 光
（１．南 京 理工 大 学 ，南 京 ，２１００９４；２．江 苏出 入境 检 验 检 疫局 ，南京 ，２１０００１）
摘 要 采 用 ＮＳＫＣ－ ＩＤ离 心式 光 透 仪 研究 了纳 米 ＴｉＯ。粉体 的粒 径 及 其 分 布 ．研 究 结 果 表 明超 声 波 最 佳 分 散 时 间为 １０￣ ２０ｍｉｎ，选 用 ５０ 水 ＋５Ｏ 乙醇 作 为 分散 介 质 ，以 ０．０２ ｔ０．０８％ 的六 偏 磷 酸钠 作 为 分 散 剂 ，样 品 测 定 效 果 最 佳 ，粒 度 分 布符 合 正 态 分 布规 律 ；同时 进 行 了 １１次 平 行 实验 ，Ｄｓ。值 的极 差 小 于 ２０ｎｍ。该 方 法 准确 、可靠 、 简 便 、快 速 。
纳米TiO2流体的分散及稳定性研究
纳米TiO2流体的分散及稳定性研究*** ** **（广西科技大学生物与化学工程学院，广西柳州）摘要采用“两步法”[1]制备出不同浓度、不同分散剂的T i O2-H2O纳米流体以及不同基液的二氧化钛纳米流体, 选用紫外分光光度法对不同分散剂量纳米流体的分散稳定性进行了评价, 使用乌氏粘度计对纳米流体中不同分散剂量的流体以及不同质量分数的二氧化钛纳米流体进行了粘度测定，同时对纳米流体的表面张力和重力沉降能力进行测定。
实验结果表明: 纳米粒子的密度越小，团聚体所受到的沉降力就越小，纳米流体的悬浮稳定性就越高；纳米流体的分散稳定性随着T i O2粒子质量浓度的增大先增强后减弱; 一般分散剂的用量与样品的质量比为1：1为宜；在介电常数相差不大的基液中，基液流体的动力粘度对纳米粒子悬浮液稳定性起主要作用。
关键词：纳米流体质量浓度分散稳定性粘度表面张力重力沉降Nano TiO2 liquid dispersion and stability study*** ** ****(Biological and chemical engineering institute，Guangxi university of science and technologyLiuzhou,China)AbstractWith titanium butyl acetate acid as the main raw material, using sol-gel method nanometer T i O2. , the "two step" preparation out different concentration, different of dispersant T i O2-H2O nano fluid and different base of titanium dioxide nanotubes liquid fluid, choose ultraviolet spectrophotometry on different doses of the dispersion of scattered nano fluid stability evaluation, use the viscosity of nano's project in the flow different doses of the fluid and different scattered the mass fraction of titanium dioxide nanotubes fluid viscosity determination, at the same time, the surface tension of nanometer fluid and gravity settlement ability method. The experimental results show that the density of thenanoparticles is smaller, reunion body has the settlement force is smaller, the suspension stability of the nano fluid is higher; Nano fluid of the dispersion of T i O2 particle concentration quality stability with the increase of the enhanced first weakened; General dispersant dosage of quality with the sample ratio of 1:1 advisable; In the dielectric constant of the little difference from liquid, the liquid viscosity fluid power of nanometer particle suspension stability plays a main role.Keywords:Nano fluid Mass concentration Scattered stability viscosity Surface tension Gravity settlement1 引言纳米流体的工业应用前景纳米流体在强化换热领域有很广阔的应用前景，纳米流体的研究和应用为许多高科技领域方面一些难题的解决提供了新的方法和思路[2]。
纳米TiO2粉体的分散性研究
纳米T iO 2粉体的分散性研究欧秀娟 杜海燕(天津大学材料学院,天津 300072)摘 要:综述了自2000年以来纳米T iO 2粉体在制备及分散性方面的研究及进展,比较了不同制备方法、分散剂及分散设备对粉体分散性的影响。
本文的主要目的是通过对影响分散的各个因素做系统的比较总结,找出合适的分散条件,为T iO 2改性等工作做好准备,得出水热合成法和微乳液法、无机与有机高分子聚电解质复合型分散体系,表面改性是最好的合成工艺过程。
提出未来纳米T iO 2分散的研究方向。
关键词:纳米T iO 2;分散性;分散剂;制备基金项目:自然科学基金(50372044).作者简介:欧秀娟(1980~),女,硕士研究生1主要从事高分子功能材料的研究1纳米TiO 2颗粒的研制是20世纪80年代后期材料科学领域研究的热点之一。
颗粒超细化导致结构变化,产生了块材不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使其在磁性、光学、电学等方面表现出独特的性能,因而,其独特的颜色效应、光催化作用及紫外线屏蔽等功能使其在汽车工业、防晒化妆品、废水处理、杀菌、文物保护、环保等方面有着广阔的应用前景。
纳米T iO 2的优异性能很大程度上取决于粒径的大小。
由于纳米T iO 2颗粒的比表面积大,T iO 2颗粒本身的强极性和颗粒的微细化,使得纳米TiO 2颗粒不易在非极性介质中分散,在极性介质中又易于凝聚,直接影响性能发挥,会严重影响纳米T iO 2的应用及催化性能。
因此,如何克服因粒径微细化而导致的颗粒团聚现象无疑是纳米T iO 2性能持续、稳定发挥的关键所在,只有首先实现纳米T iO 2的单分散,才能对其颗粒表面进行均匀的改性。
因此,研究如何改善纳米二氧钛在水溶液中的分散是十分必要的。
本文的主要目的是对影响分散的各个因素做系统的比较总结,找出合适的分散条件,为T iO 2改性等工作做好准备。
1 制备方法对分散性的影响纳米TiO 2比表面积大,表面活性高,无毒,具有较高的化学稳定性和优良的光催化性能,广泛应用于许多领域[1,2]。
纳米TiO_2的分散性能及其对涂层性能的影响
纳米TiO_2的分散性能及其对涂层性能的影响刘娅莉;于占锋;曹银祥;周树学;游波;武利民【期刊名称】《材料保护》【年(卷),期】2005(38)11【摘要】为提高汽车闪光面漆的随角异色效果及耐磨性,对纳米TiO2粒子的分散性能及其对涂层性能的影响进行了研究.通过超声分散预处理纳米TiO2和选择专用分散剂及用量,采用循环搅拌球磨机湿磨法制备TiO2浆体,然后加入汽车涂料中.结果表明,超声预处理可以明显降低浆体的粒径分布,0.8%的分散剂用量时浆体稳定性最好;该浆体平均粒径为110～120 nm,在可见光区透光率在90%以上,UV区透光率小于5%,具透明和抗紫外线辐射性能;浆体按一定比例和铝粉配合,可得到随角异色效应显著的金属闪光面漆;纳米TiO2的加入除了提高涂膜的保光性和涂层的耐磨性外,还能一定程度提高柔韧性,但对抗冲击性能没有提高.【总页数】4页(P6-9)【关键词】纳米TiO2;分散性能;金属闪光面漆;耐磨性【作者】刘娅莉;于占锋;曹银祥;周树学;游波;武利民【作者单位】复旦大学教育部先进涂料工程研究中心;湖南大学化学化工学院;浙江环达漆业有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4【相关文献】1.纳米和微米TiO_2对铜版纸涂层性能的影响 [J], 唐艳军;薛国新;李友明2.纳米TiO_2含量对有机硅/SiO_2杂化涂层性能的影响 [J], 张龙昌;林继月;陈刚;余香芸;刘光明3.抗菌元素对纳米TiO_2涂层结构和性能的影响 [J], 路怀峰;陆健;宋小霞;吕晨;叶丹丹;赵晓兵;王国成4.纳米TiO_2的改性及其制备的TiO_2/环氧树脂涂层的性能 [J], 陈丽;陈春林;黄小夏;钟菲;郭睿5.纳米TiO_2-WO_3复合涂层及纳米TiO_2/WO_3叠层涂层的制备及性能 [J], 张娜;周民杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
纳米TiO2粉体分散性的研究
纳米TiO2粉体分散性的研究
单凤君;高杰;贾文东;徐庆鑫;徐忠厂
【期刊名称】《化学工程》
【年(卷),期】2006(34)1
【摘要】以钛酸丁酯为原料,无水乙醇为溶剂,浓硝酸为酸度控制剂,冰醋酸为抑制剂,用溶胶-凝胶法制备粒径为10 nm左右的纳米TiO2粉体.并通过表面活性剂和共沸蒸馏来改善纳米TiO2粉体的团聚,结果表明部分阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂对纳米TiO2粉体的团聚改善较明显,而阳离子表面活性剂对粉体的团聚改善不明显;共沸蒸馏对粉体的团聚改善也较显著.
【总页数】3页(P52-54)
【作者】单凤君;高杰;贾文东;徐庆鑫;徐忠厂
【作者单位】辽宁工学院,化学与工程学院,辽宁,锦州,121001;辽宁工学院,化学与工程学院,辽宁,锦州,121001;辽宁工学院,化学与工程学院,辽宁,锦州,121001;辽宁工学院,化学与工程学院,辽宁,锦州,121001;辽宁工学院,化学与工程学院,辽宁,锦州,121001
【正文语种】中文
【中图分类】O614.41
【相关文献】
1.微米氧化铈粉体在乙醇水溶液中的分散性能研究 [J], 童巨特;孙玉利;左敦稳;杨张一;杨杨;曹连静
2.溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉体分散性的研究 [J], 单凤君;高杰
3.Al2O3-TiC纳米复合粉体在水基体系中分散性的研究 [J], 王英姿;滕可祖;师瑞霞
4.纳米氧化锡锑粉体分散性的研究 [J], 黄燕
5.纳米碳化硅粉体的制备及其分散性的研究 [J], 程优优;
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第34卷第1期2006年1月 化 学 工 程CHE M I CAL E NGI N EER I N G (CH I N A ) Vol .34No .1Jan .2006基金项目:辽宁省自然科学基金项目(9910300401);辽宁省教育厅基金及辽宁省专利基金资助项目(200131008)作者简介:单凤君(1971—),女,硕士,讲师,研究方向为光催化技术,电话:(0416)3670850,E 2mail:shanfengjun2003@t 。
纳米Ti O 2粉体分散性的研究单凤君,高 杰,贾文东,徐庆鑫,徐忠厂(辽宁工学院化学与工程学院,辽宁锦州 121001)摘要:以钛酸丁酯为原料,无水乙醇为溶剂,浓硝酸为酸度控制剂,冰醋酸为抑制剂,用溶胶2凝胶法制备粒径为10n m 左右的纳米Ti O 2粉体。
并通过表面活性剂和共沸蒸馏来改善纳米Ti O 2粉体的团聚,结果表明部分阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂对纳米Ti O 2粉体的团聚改善较明显,而阳离子表面活性剂对粉体的团聚改善不明显;共沸蒸馏对粉体的团聚改善也较显著。
关键词:纳米二氧化钛;溶胶2凝胶;改善团聚中图分类号:O 614.41 文献标识码:A 文章编号:100529954(2006)0120052203Study on the dispersi on of nano meter Ti O 2powder by Sol 2Gel methodSHAN Feng 2jun,GAO J i e,J I A W en 2dong,XU Q i n g 2x i n ,XU Zhong 2chang(Material &Che m ical Engineering College,L iaoning I nstitute of Technol ogy,J inzhou 121001,L iaoning Pr ovince,China )Abstract:The ex peri m ent was carried out with the tetrabutyl titanate as ra w material,anhydr ous ethanol as s olvent,concentrated nitric acid as acidity contr olling agent,and glacial acetic acid as inhibiting agent by means of Sol 2Gel method t o p repare nanometer Ti O 2powder of about 12n m.The powder congl obati on was i m p r oved by the azeotr op ic distillati on and the surface active reagent .The experi m ental results show that the congl obati on i m p r ove ment of powder is evident with ani on surfactant and i on surfactant,the congl obati on i m p r ove ment of powder is not evident with cati on surfactant;the congl obati on i m p r ove ment of po wder is als o evident by azeotr op ic distillati on .Key words:nanometer Ti O 2;Sol 2Gel method;congl obati on i m p r ove ment 自从纳米二氧化钛问世以来,就以其独特的颜色效应、光催化作用及紫外线屏蔽等功能使其在汽车工业、防晒化妆品、废水处理、杀菌、文物保护、环保等方面有着广阔的应用前景。
纳米材料的制备方法很多,其中溶胶2凝胶法具有制备工艺简单,粉体粒径小等优点,但溶胶2凝胶法制备的粉体团聚现象较明显,本文通过表明活性剂和共沸蒸馏2种方式对纳米二氧化钛的团聚问题进行了改善。
1 实验1.1 实验原料钛酸丁酯,化学纯;无水乙醇、浓盐酸、浓硝酸、冰醋酸、正丁醇、三乙醇胺,分析纯;十二烷基苯磺酸钠,实验试剂;十六烷基三甲基溴化铵,分析纯;曲拉通X 2100,化学纯;Span80,化学纯;T ween80,化学纯,蒸馏水。
1.2 实验仪器和设备P HS 225C 型酸度计(上海雷磁仪器厂),JJ 21型精密增力电动搅拌器(常州国华电器有限公司),1012O 型电热鼓风干燥箱(天津泰斯特仪器有限公司),SX 28216型马弗炉(北京金北德工贸有限公司),HH 22型电子恒温水浴锅(天津泰斯特仪器有限公司),D /max 2ⅡB 型X 射线衍射仪(日本理学电机公司),JE M 22000EX 型透射电镜(日本点子公司)。
1.3 溶胶2凝胶法制备Ti O 2的原理和工艺流程溶胶2凝胶法制备纳米粉体过程中,最重要的就是溶胶和凝胶的生成。
过程中依次要发生水解和缩聚反应,其典型反应式为M (OR )n +x H 2O =M (OH )x (OR )n -x +x ROH (1)—MOH +HOM =—MOM +H 2O(2)(失水缩聚)—MOR+HOM=—MOM+ROH(3)(失醇缩聚)以钛酸丁酯为基本原料,将钛酸丁酯与无水乙醇总用量的2/3混合,加入浓盐酸或浓硝酸为酸度控制剂,并加入表面活性剂作为溶液A;将无水乙醇总用量的1/3与蒸馏水混合,并加入冰醋酸为抑制剂作为溶液B,并在强力搅拌下将溶液B以一定的速度滴加到溶液A中,形成稳定透明的淡黄色湿凝胶,陈化干燥得黄色透明干凝胶,焙烧得白色纳米Ti O2粉体;或对湿凝胶用正丁醇进行共沸蒸馏。
2 纳米T i O2粉体团聚的改善2.1 表面活性剂改善纳米Ti O2粉体的团聚2.1.1 表明活性剂改善团聚的机理采用表面活性剂作为分散剂主要是利用表面活性剂在固液界面上的吸附作用,形成一层分子膜阻碍颗粒之间相互接触,同时表面活性剂还可以降低表面张力,从而减少毛细管的吸附力。
加入高分子表面活性剂还可起到一定的空间位阻作用。
2.1.2 表面活性剂改善团聚的初步研究表面活性剂改善纳米材料的团聚一直以来都得到纳米材料工作者的重视,梁桂勇、李同年等[1—2]分别采用十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠阴离子表面活性剂制备出了分散性较好的纳米粒子;成国祥、周根陶等[3—5]分别采用司盘285、吐温260、吐温2 80、OP210等非离子表面活性剂也得到了分散性好的纳米微粒。
在实验中分别采用阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)、阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)和非离子表面活性剂(曲拉通X2 100、Span80和T ween80),400℃焙烧,通过TE M电镜分析,见图1。
图中,(a)—(d)分别为加入阴离子、阳离子、非离子、和未加表面活性剂的TE M图像,(e)为共沸蒸馏的TE M图像,其中,(c)、(c1)、(c2)分别为曲拉通X2100、Span80和T ween80的TE M图象。
由图1中的(a)、(b)、(c)与(d)比较可知,部分阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂都能很好地改善团聚,但阴离子表面活性剂的效果更好,阳离子表面活性剂对纳米Ti O2粉体的团聚没有改善。
由图1中的(c)、(c1)、(c2)比较可知,在实验中所采用的几种非离子表面活性剂中,曲拉通X2100对纳米Ti O2粉体的团聚改善效果最好。
表面活性剂改善团聚最佳用量、胶凝时间及温度见表1。
图1 纳米T i O2粉体的TE M图像Fig.1 W anometer2titanium di oxide powder TE M p icture表1 表面活性剂的最佳用量、胶凝时间及温度Table1 Op ti m al dosage,gel ti m e and te mperatureof the surfactant十二烷基苯磺酸钠十六烷基溴化铵曲拉通X2100Span80T ween80用量体积分数0.250.380.30.320.3搅拌时间/m in9060807070温度/℃25—3025—3025—3025—3025—30分散性未改善好好较好较好・35・单凤君等 纳米Ti O2粉体分散性的研究 主要是由于表面活性剂可吸附在纳米微粒的表面,降低了胶粒间的表面张力,并利用表面活性剂的静电斥力稳定作用和空间位阻稳定作用,防止纳米微粒的团聚。
在钛酸丁酯水解的过程中,胶团由于表面羟基的两性解离而使胶团带正电,容易从溶液中吸引异性离子,排斥同性离子而形成双电层[6],这样阴离子表面活性剂就很容易以其极性基吸附在荷正电子的胶团表面,对胶粒起到很好的分散作用;阳离子表面活性剂由于很难吸附在荷正电的胶团表面,所以对胶粒的分散性差;而非离子表面活性剂由于较好的乳化分散性,其效果在两者之间。
可见选择合适的表面活性剂改善纳米Ti O2粉体的团聚非常重要。
2.2 共沸蒸馏改善Ti O2粉体的团聚2.2.1 共沸蒸馏克服团聚机理通常在湿粉末中,多余的自由水分子与粉末颗粒表面的自由羟基以氢键相互作用。
当颗粒紧密接触时,颗粒间发生有这种水分子和相邻2个颗粒表面上的羟基氢键作用而产生的桥接作用。
这些桥接水分子在湿粉末开始干燥时可被脱除,但导致颗粒间的进一步接近而发生2个颗粒表面上的羟基氢键作用,进一步煅烧时将导致颗粒间真正的化学键合的产生,从而形成硬团聚,反应式为Ti—OH+HO—Ti Ti—O—Ti+H2O(4)共沸蒸馏后,不仅把湿粉末颗粒间的自由水分子除去,还可以将湿粉末中的羟基脱去,而且表面的—OH基团被—OC4H9基团代替,反应式为Ti(OH)x Ti Ox(5)由于这种Ti Ox的形成,颗粒表面间形成化学键合的可能性被极大地降低,从而消除了团聚形成的可能性。
2.2.2 共沸蒸馏克服团聚的研究采用正丁醇为夹带剂,与湿凝胶在110—115℃条件下共沸蒸馏1h左右,正丁醇与钛酸丁酯的最小摩尔比为20∶1,干燥、焙烧,通过图1中的(d)和(e)TE M图像对照可以看到,团聚明显得到改善,并且粉体粒径也要小些。
3 结论(1)通过表面活性剂来改善纳米Ti O2粉体的团聚,通过三类表面活性剂的比较,得出部分阴离子和非离子表面活性剂能够很好地改善团聚问题,而阳离子表面活性剂对粉体团聚的改善不明显。
表面活性剂的体积分数为0.25—0.40。
(2)湿凝胶与正丁醇共沸蒸馏,可以明显地改善Ti O2粉体的团聚,粉体粒径也有明显减小。