纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用

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纳米二氧化钛在能源和环境治理方面的应用

纳米二氧化钛在能源和环境治理方面的应用张娜娜;何又青;严尹涛;沈丹青【摘要】With the development of nanometer material technology, the material research field has made further progress. As a new nanomaterial, nanometer titanium dioxide has been widely used in the preparation of energy materials and environmental protection because of its strong photocatalytic effect, good thermal stability, reusable and other characteristics. The nanometer titanium dioxide in the management of water pollution, air pollution, soil restoration, and how to improve the application of solar cell conversion efficiency were introduced. The problems at present, the future development and the application prospect of the future were described.%随着纳米材料技术的发展, 使得材料研究领域又有了更进一步的飞跃.纳米二氧化钛作为一种新兴的纳米材料,因其具有光催化效果强、热稳定好、可重复使用等特性, 使其在能源材料的制备和环境保护等方面得到了广泛的应用.本文着重介绍纳米二氧化钛在水体污染、空气污染的治理, 土壤修复以及提高太阳能电池转化效率等方面的应用, 并对其在现阶段存在的问题和未来的发展及应用前景做出了展望.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)012【总页数】2页(P19-20)【关键词】二氧化钛(TiO2);光催化性能;纳米;应用【作者】张娜娜;何又青;严尹涛;沈丹青【作者单位】宿迁学院信息工程学院,江苏宿迁 223800;宿迁学院信息工程学院,江苏宿迁 223800;宿迁学院信息工程学院,江苏宿迁 223800;宿迁学院信息工程学院,江苏宿迁 223800【正文语种】中文【中图分类】O643.36现代工业化的迅猛发展，除了给人们带来的是经济的飞速发展和生活的安逸，同时还带来了环境方面的污染。

纳米二氧化钛的应用

纳米二氧化钛的应用纳米二氧化钛作为一种高效、无毒的光催化剂，在环保领域的应用越来越受到人们的广泛关注和重视。

抗菌材料纳米TiO2以其优异的抗菌性能成为开发研究的热点之一，以期应用于水处理装置、医疗设备、食品包装、建材（如抗菌地砖、抗菌陶瓷卫生设施、抗菌砂浆、抗菌涂料等）、化妆品、纺织品、日用品以及家用电器等各个领域。

1、气体净化环境有害气体可分为室内有害气体和大气污染气体。

室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛及生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢及氨气等。

TiO2通过光催化作用可将吸附于其表面的这些物质分解氧化，从而使空气中这些物质的浓度降低，减轻或消除环境不适感。

大气污染气体，主要是由汽车尾气与工业废气等带来的氮氧化物和硫氧化合物。

利用纳米TiO2的催化作用将这些气体氧化成蒸汽压低的硫酸和硝酸，在降雨过程中除去，从而达到降低大气污染的目的。

在居室、办公室窗玻璃、陶瓷等建材表面涂敷TiO2光催化薄膜或在房间内安放TiO2光催化设备，均可有效地降解污染物，净化室内空气。

利用纳米TiO2开发出来的一种抗剥离光催化薄板，可利用太阳光有效去除空气中的NOx气体，而且薄板表面生成的HN03可由雨水冲洗掉，保证了催化剂活性的稳定。

2、抗菌除臭抗菌是指纳米TiO2在光照下对环境中微生物的抑制或杀灭作用。

TiO2光催化剂对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有很强的杀能力。

当细菌吸附于由纳米二氧化钛涂敷的光催化陶瓷表面时，2被紫外光激发后产生的活性超氧离子自由基(·O2-)和羟基自由基(·OH)能穿透细菌的细胞壁，破坏细胞膜质，进入菌体，阻止成膜物质的传输，阻断其呼吸系统和电子传输系统，从而有效地杀灭细菌，并抑制细菌分解有机物产生臭味物质(如H2S、SO2、硫醇等)。

因此，纳米TiO2能净化空气，具有除臭功能。

3、处理有机污水工业污水和生活污水中含有大量的有机污染物，尤其是工业污水中含有大量的有毒、有害的有机物质，这些污染物用生物处理技术很难消除。

纳米二氧化钛的性质及应用进展

二、纳米二氧化氧化钛在光学领域具有广泛的应用，其中最具代表性的是光催化。纳米二氧化钛在紫外光下能够高效降解有机污染物，如挥发性有机物、染料、农药等。通过光催化反应，这些污染物可以被分解为无害的二氧化碳和水，从而达到净化环境的目的。此外，纳米二氧化钛还可以用于光电催化制氢、太阳能电池等领域。
一、纳米二氧化钛的性质
纳米二氧化钛是一种白色粉末，具有高透明度、高分散性和低能耗等特点。其晶体结构包括锐钛矿型和金红石型两种，前者具有较好的光催化性能，后者则具有较高的稳定性和耐候性。纳米二氧化钛的制备方法主要包括化学气相沉积、液相法、溶胶-凝胶法等，其中最为常用的是液相法。
纳米二氧化钛具有优异的光学性能，其带隙能约为3.2 eV，对应于紫外光的吸收波长范围。因此，纳米二氧化钛在紫外光下具有高效的光催化性能，可用于降解有机污染物、抗菌消毒等领域。此外，纳米二氧化钛还具有较好的化学稳定性和耐候性，使其在室外环境下仍能保持较高的活性。
六、结论
纳米二氧化钛作为一种重要的无机纳米材料，由于其独特的物理化学性质，在光学、电子、医药等领域具有广泛的应用前景。本次演示对纳米二氧化钛的应用研究进展进行了详细探讨，总结了其研究现状、成果与不足，并指出了未来的研究方向。随着纳米技术的不断发展和新材料领域的不断创新，相信纳米二氧化钛在未来将会在更多领域得到广泛应用，为人类社会的发展和进步做出贡献。
然而，纳米二氧化钛的应用仍存在一些问题和不足之处。首先，其制备过程较为复杂，需要严格控制制备条件，以保证其结构和性能的稳定性。其次，纳米二氧化钛的应用过程中可能存在一定的环境风险，需要加强对其生态毒理学的研究和控制。最后，纳米二氧化钛的大规模生产和应用还需要进一步完善产业链和市场推广。
结论

纳米二氧化钛光催化汽车尾气在路面中的应用

纳米二氧化钛光催化汽车尾气在路面中的应用摘要近年来随着经济的发展，大量汽车排放的尾气对空气的污染越来越严重。

纳米二氧化钛的光催化性质，能分解空气中的有害气体，如将纳米二氧化钛用在沥青道路中，必将对城市周围空气质量有较大的改善。

目前将纳米二氧化钛应用于路面中方式主要分为两种：一种是掺拌式，另一种是涂覆式。

本文主要论述上述两种方法在路面光催化中的应用。

关键词沥青路面；汽车尾气；纳米二氧化钛；光催化1概述汽车作为交通工具为人们的出行提供方便的同时也为人类带来了很多的问题，其中汽车尾气对环境的污染最为严重。

空气污染直接导致了雾霾天气，2013年全国雾霾天数已达52年来之最，平均雾霾天数达29.9天。

据统计仅2013年1月，雾霾事件造成的全国交通和健康的直接经济损失保守估计约230亿元。

因此开展降解汽车尾气的沥青路面的研究，对于治理空气污染、提高全民身体健康水平有着重要的意义。

2纳米二氧化钛光性质及光催化机理二氧化钛是一种能带间隙较宽的新型半导体（n型）材料，有锐钛矿型、金红石和板钛矿晶型三种常见的晶型，其化学性能稳定。

由于半导体能带不连续，在波长小于一定范围的光照射下，能吸收能量高于其禁带宽度的波长光的辐射，产生电子跃迁，形成空穴（h+）电子（e-）对，从而产生活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，易将有机物和有害气体催化分解。

TiO2的尺寸的越小，与物质接触的表面积就越大，其光催化活性也越强。

根据这一理论，若将纳米二氧化钛添加到道路材料中，在光照条件下，二氧化钛可变为催化剂，将汽车排放的一氧化碳、碳氢化合物（HC）和氮氧化物被分别分解为的碳酸盐和硝酸盐，然后吸附在路面空隙中，遇雨天即可随雨水冲走。

分解原理可表示为如下反应式：3纳米二氧化钛在路面中的应用1972年，日本学者Fujishima和Honda在N型半导体二氧化钛单电极上发现水的光电催化分解作用，立刻引起了学术界的广泛关注。

以此为契机，各国开始对光催化的研究逐步增加。

纳米二氧化钛材料在汽车尾气分解中的应用

ｐｈａｈｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｓｗｅｌｌａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃａｓｅｓｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｍｅｔｅｒｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅｉｎｈｉｇｈｗａｙ
ｐｒｏｊｅｃｔｏｆｈｉｇｈｗａｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｍｅｔｅｒｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅｉｎｃｅｍｅｎｔｃｏｎｃｒｅｔｅａｎｄａｓ－
１引言
对汽车尾气中各种污染物的降解作用。研究发现对
汽车尾气中的主要污染物包括ＣＯ、碳氢化合
汽车尾气中ＮＯ、ＨＣ、ＣＯ具有最佳降解效能的光
催化材料中纳米ＴｉＯ含量分别为４％、２％、４％。２纳米ＴｉＯ：在公路环保工程中的应用研究进展目前，纳米ＴｉＯ在道路工程中的应用主要有三种方式：（１）添加于沥青混凝土，应用于沥青路面的上面层；（２）添加于水泥混凝土，应用于水泥混凝土路面的表面功能层；（３）添加于涂料
ＺＨＯＮＧＰｉｎｇ，ＭＡＺｅ－ｘｉｎ，ＬＩＵＬｉ－ｐｉｎｇ２，ＳＵＮＬｉ — ｊｕｎ，ＨＥＪｉ — ｃｈｅｎｇ

纳米二氧化钛的合成及其在环保领域的应用

尤其是居室中的一些潮湿的场合，微生物容易繁殖，导
致空气和物品表面的细菌浓度增大，从而对人体产生危害。一般的杀虫剂ＡｇＣ等能使细胞失去活性，、ｕ但
微乳液法是近年来刚开始被研究和应用的方法，
微乳液法是由表面活性剂、助表面活性剂（通常为醇
维普资讯
行业交浦
导性好、分散性好等独特的性能。因而倍受国内外研
行瞬间混合、快速水解反应；通过改变反应区内多种蒸汽的停留时间、摩尔比、流速、浓度以及反应温度来调节纳米ＴＯ的粒径和粒子形状。ｉ
有机或无机化合物经过溶液、溶胶、胶而固化，以凝再
ＴＣｉｔ氢氧火焰水解法是将ＴＣｉｔ气体导入高温的氢氧火焰中（０～１００Ｃ）７０００￣，进行气相水解。过通
这种工艺制备的粉体一般是锐钛型和金红石型的混晶型，产品纯度高（９５、粒径小（１ｍ）９．％）２ｎ、表面活
细菌被杀死后可释放出致热和有毒的组分如内毒素，
利用纳米ＴＯ光催化产生的空穴和形成与表面的氧离ｉ
法和液相法。１１气相法．
１１１ｉｌ氢氧火焰水解法．．ＴＣ。
１２液相法．
１．２
．
１溶胶一凝胶法
溶胶一凝胶法是近年来被广泛采用的一种纳米
ＴＯ２ｉ的制备方法，也是现在实验室里产生ＴＯ纳米催ｉ化剂的主要方法。溶胶一凝胶法（ｏ— ｅ）是指金属Ｓｔｇｔ

纳米二氧化钛能有效降解空气中的有害有机物

纳米二氧化钛能有效降解空气中的有害有机物——文章来源：晶和纳米视角1、纳米二氧化钛光催化剂(JR05)对环境污染的净化功能由于纳米TiO2(JR05)除了具有纳米材料的特点外，还具有光催化性能，使得它在环境污染治理方面将扮演极其重要的角色。

1.1、降解空气中的有害有机物。

近年来，随着室内装潢涂料油漆用量的增加，室内空气污染越来越受到人们的重视。

调查表明，新装修的房间内空气中有机物浓度高于室外，甚至高于工业区。

目前已从空气中鉴定出几百种有机物质，其中有许多物质对人体有害，有些是致癌物。

对室内主要的气体污染物甲醛、甲笨等的研究结果表明，宣城晶瑞公司的光催化剂可以很好地降解这些物质，其中纳米TiO2(JR05)的降解效率最好，将近达到99.5％。

其降解机理是在光照条件下将这些有害物质转化为二氧化碳、水和有机酸。

纳米TiO2的光催化剂(JR05)也可用于石油、化工等产业的工业废气处理，改善厂区周围空气质量。

1.2、它可以降解有机磷农物。

这种70年代发展起来的农药品种占我国农药产量的80％，它的生产和使用会造成大量有毒废水。

这一环保难题，使用纳米TiO2(JR05)来催化降解可以得到根本解决。

1.3、用纳米TiO2(JR05)催化降解技术来处理毛纺染整废水，具有省资、高效、节能，最终能使有机物完全矿化、不存在二次污染等特点，显示出良好的应用前景。

1.4、在石油开采运输和使用过程中，有相当数量的石油类物质废弃在地面、江湖和海洋水面，用纳米TiO2(JR05)可以降解石油，解决海洋的石油污染问题。

1.5、用纳米TiO2(JR05)可以加速城市生活垃圾的降解，其速度是大颗粒TiO2的10倍以上，从而解决大量生活垃圾给城市环境带来的压力。

1.6、一般常用的杀菌剂Ag、Cu等能使细胞失去活性，但细菌被杀死后，可释放出致热和有毒的组分如内毒素。

内毒素是致命物质，可引起伤寒、霍乱等疾病。

利用纳米TiO2的光催化性能不仅能杀死环境中的细菌，而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物。

纳米二氧化钛防雾及自清洁功能

纳米二氧化钛防雾及自清洁功能纳米二氧化钛防雾及自清洁功能二氧化钛薄膜在光照下具有超亲水性和超永久性，因此其具有防雾功能。

如在汽车后视镜上涂覆一层氧化钛薄膜，即使空气中的水分或者水蒸气凝结，冷凝水也不会形成单个水滴，而是形成水膜均匀地铺展在表面，所以表面不会发生光散射的雾。

当有雨水冲过，在表面附着的雨水也会迅速扩散成为均匀的水膜，这样就不会形成分散视线的水滴，使得后视镜表面保持原有的光亮，提高行车的安全性。

纳米二氧化钛具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形成水珠，而且纳米二氧化钛在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。

利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米TiO2薄层，利用氧化钛的光催化反应就可以把吸附在氧化钛表面的有机污染物分解为CO2和O2，同剩余的无机物一起可被雨水冲刷干净，从而实现自清洁功能。

日本东京已有人在实验室研制成功自洁瓷砖，这种新产品的表面上有一薄层纳米二氧化钛，任何粘污在表面上的物质，包括油污、细菌在光的照射下，由于纳米二氧化钛的催化作用，可以使这些碳氢化合物物质进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。

纳米TiO2光催化作用使得高层建筑的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖、汽车后视镜及前窗玻璃的保洁都可很容易地进行。

纳米二氧化钛防雾及自清洁功能二氧化钛薄膜在光照下具有超亲水性和超永久性，因此其具有防雾功能。

纳米二氧化钛具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形成水珠，而且纳米二氧化钛在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。

纳米TiO2的制备与应用的进展

纳米TiO2的应用与制备的研究进展李俊（中南大学化学化工学院应化0903班）摘要本文主要介绍了纳米TiO2的制备方法的现阶段进展，从物理法，化学法，新型合成方法三方面介绍了国内外的研究进展，同时综述了纳米TiO2在传感器材料，催化剂载体，光催化剂、太阳能电池原料和紫外线添加剂等方面的应用。

关键词纳米粉体 TiO2化学法应用综述1.前言纳米技术是当今世界的研究前沿。

纳米级的TiO2因其化学性高、分散性好、吸收紫外线能力强等，广泛用于化工、涂料、塑料、橡胶、纤维、造纸、油墨、搪瓷、电子等行业。

对其研究比较深的主要有传感器材料、催化剂载体、光催化剂、处理水和空气中的污染物、杀菌、太阳能电池原料以及通过贵金属沉积、离子掺杂、染料敏化、半导体复合等方法来改变其光学性质这几方面。

TiO2俗称钛白粉，无毒、无味、无刺激性、热稳定性好。

其晶相结构有四种：金红石（Rutile）、锐钛矿（Anatase）、板钛矿（Brookite）和无定形，其中以金红石型和锐钛矿型TiO2应用最为广泛[1]。

这两种晶型的TiO2硬度、密度、折光指数、光催化活性等都有所不同、两种晶型的相对含量对产品性能有较大的影响。

本文主要介绍纳米TiO2的制备和其应用的研究进展。

2.纳米TiO2的应用研究2.1 传感器材料TiO2作为敏感材料，制成传感器可检测H2、CO等可燃性气体和氧气。

特别是用作汽车尾气传感器，通过测定汽车尾气的氧含量，可以控制汽车发动机的效率。

目前研制的电阻型TiO2半导体氧传感器，以其体积小、结构简单、价格便宜而受到人们的关注[2]。

中南大学的李赛[3]将尿素酶(urease)固载于不同粒径(5nm，25nm，2.4 p m)的TiO2膜上，在350℃，pH为7的条件下采用电位法研究吸附在纳米多孔Ti02上的尿素酶的活性变化。

在钛丝基体上沉积一层纳米TiO2多孔膜，然后直接将尿素酶吸附在Ti02膜上。

基于Ti02膜的pH响应，发展了一种廉价的、易于微型化的pH敏尿素酶传感器。

纳米二氧化钛光催化应用

纳米二氧化钛光催化应用纳米二氧化钛是近年来发展起来的一种新型高性能材料，其粒子尺寸在1～100nm，表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大而使其具有块状材料所不具备的量子尺寸效应、体积效应、表面效应和宏观隧道效应。

与常规材料相比，纳米二氧化钛具有比表面积大、磁性强、光吸收性好、表面活性大、热导性好、分散性好等独特的性能，同时还具有光化学性质稳定、催化效率高、氧化能力强、无毒、价格便宜等优点，在化妆品、塑料、涂料、精细陶瓷、催化剂及环保领域应用广泛。

无机抗菌剂纳米二氧化钛是一种N型半导体，受到波长小于387.5nm 的紫外光的照射时，价带上的电子跃迁到导带，激发电离出电子同时产生正电性的空穴，产生电子–空穴对(e--h+)，并与其表面吸附的O2 和OH- 作用生成超氧化物阴离子自由基O2-和羟基自由基·OH，新生成的这两种自由基非常活泼，当遇到细菌时直接攻击细菌的细胞壁、细胞膜或细胞内的组成成分，对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲菌及癌细胞等有很强的杀灭能力。

以·OH为例，·OH有很强的氧化能力，它攻击有机物的不饱和键或抽取其氢原子，反应产生的新自由基将会激发链式反应，致使细菌蛋白质的多肽链断裂和糖类解聚，杀死细菌并使之分解。

美国得克萨斯大学研究人员将大肠杆菌和纳米二氧化钛混合液在大于380nm 的光线下照射，发现大肠杆菌以一级反应动力方程被迅速杀死。

东森公司研制的纳米二氧化钛对23 种有害细菌具有明显的杀菌、抑菌效果。

日本已经开发出了用纳米二氧化钛被覆的抗菌陶瓷品，其制造工艺是先将纳米二氧化钛加水制成浆料，涂在陶瓷砖表面，经高温锻烧即得到1cm厚具有杀菌性能的纳米二氧化钛薄膜产品。

该产品在光照射下能完全杀死表面细菌；若要使其在微弱光下亦有抗菌性能，可在纳米二氧化钛浆料中添加银、铜离子化合物。

添加约1%纳米二氧化钛的抗菌塑料，可广泛应用于食品包装、电器、家具、餐具、公共设施等，以防止病菌的繁殖和交叉感染。

纳米二氧化钛光催化

纳米二氧化钛光催化
纳米二氧化钛光催化是一种新型的环保技术，它利用纳米二氧化钛的光催化性质，将光能转化为化学能，从而实现对有害物质的降解和清除。

这种技术具有高效、低成本、易操作等优点，被广泛应用于环境治理、能源开发等领域。

纳米二氧化钛的光催化性质是指在光照下，纳米二氧化钛表面会产生电子和空穴，这些电子和空穴可以参与化学反应，从而实现对有害物质的降解。

这种光催化反应的原理类似于光合作用，但是它不需要光合色素和光合酶等复杂的生物分子，因此具有更高的效率和更广泛的适用性。

纳米二氧化钛光催化技术可以应用于水处理、空气净化、废气治理等领域。

例如，在水处理中，纳米二氧化钛可以将有机物、重金属等有害物质降解为无害的物质，从而实现水的净化和回收利用。

在空气净化中，纳米二氧化钛可以将空气中的有害气体如甲醛、苯等降解为二氧化碳和水，从而净化空气。

在废气治理中，纳米二氧化钛可以将废气中的有害物质如二氧化硫、氮氧化物等降解为无害物质，从而减少环境污染。

纳米二氧化钛光催化技术的应用还不仅限于环境治理领域，它还可以应用于能源开发领域。

例如，纳米二氧化钛可以作为太阳能电池的光敏材料，将太阳能转化为电能。

此外，纳米二氧化钛还可以应用于光催化水分解，将水分解为氢气和氧气，从而实现清洁能源的
生产。

纳米二氧化钛光催化技术是一种具有广泛应用前景的环保技术，它可以实现对有害物质的高效降解和清除，同时还可以应用于能源开发领域。

随着技术的不断发展和完善，相信纳米二氧化钛光催化技术将会在未来的环保和能源领域发挥越来越重要的作用。

TiO2光催化剂的研究进展

光催化剂在环保领域的应用摘要：光催化是一种新型的环境治理方法。

文章首先分析了光催化的反应机理，对光催化在水处理、气体处理以及其他环保方面的研究和应用进行了综述。

最后，指出了当前阻碍这一技术发展的难题。

Application of Photocatalyst to Contaminants DegradationAbstract: The photocatalysis was a new technology of environment treatment. The principle and mechanism of photocatalysis reaction was analyzed, firstly. Then the application of thistechnology was discussed in waste water, air and others area. At last, the mainproblems of photocatalysis were indicated at present.1 引言自1972年Fujishima和Honda[1]发现了TiO2作为催化剂，在太阳光的作用下可以分解水制得氢气以来，光催化反应开始得到了普遍的关注。

经多年深入的研究，逐步掌握了该反应的机理[2-3]。

在此基础上，研究者发现光催化反应可以有效的分解有机物、杀灭细菌和消除异味，并且光催化技术拥有多方面的优势，如反应温度是室温，光催化剂自身无毒、无害、无腐蚀性，也不会有二次污染等。

因此和传统的高温、常规催化、吸附等技术相比，光催化在环保领域的应用有很多明显的优势，近些年来取得了长足的发展[4-7]。

本文就这一技术在环保领域的应用做一个综合评述，以期为相关的研究提供参考。

2 反应机理光催化是以n型半导体的能带理论为基础，以n型半导体作催化剂的一种光敏氧化法。

半导体粒子具有能带结构，一般由填满电子的低能价带(V alence Band，VB)和空的高能导带(Conduction Band，CB)构成，价带和导带之间存在一个区域为禁带，区域的大小通常称为禁带宽度(Eg)。

纳米科技在废气处理中的使用指南

纳米科技在废气处理中的使用指南废气排放是现代工业生产过程中不可避免的一个环节。

废气中含有各种有害气体和颗粒物，对环境和人体健康造成严重的危害。

纳米科技作为一项新兴技术，为废气处理提供了全新的解决方案。

本文将介绍纳米科技在废气处理中的应用及使用指南。

一、纳米材料在废气处理中的应用1. 氧化物类纳米材料：氧化物类纳米材料如二氧化钛、氧化锌等具有良好的光催化性能，可以用于光催化降解有害气体。

例如，二氧化钛纳米材料可以利用紫外光催化降解废气中的有机物质和有害气体，达到净化废气的目的。

2. 碳基纳米材料：碳基纳米材料如纳米炭等具有高比表面积和吸附能力，可以有效地吸附废气中的有机物质、重金属和有害气体。

例如，纳米炭材料可以用于吸附废气中的甲醛、苯、氨气等有害物质，达到净化废气的效果。

3. 纳米金属材料：纳米金属材料如纳米银、纳米铜等具有良好的催化性能，在废气处理中可以用于催化降解有害气体。

例如，纳米银材料可以用于催化降解废气中的一氧化碳、二氧化硫等有害气体，使其转化为无害物质。

二、1. 纳米材料的选择：根据实际情况选择合适的纳米材料进行废气处理。

不同的纳米材料对不同的有害气体有不同的吸附和催化降解效果，需要根据废气的组成和特点选择合适的纳米材料。

此外，还需要考虑纳米材料的成本、稳定性以及再生利用的可行性。

2. 纳米材料的制备和应用技术：纳米材料的制备和应用技术是纳米科技在废气处理中的关键。

制备过程中需要控制纳米材料的尺寸、形态和分散性，以提高其吸附和催化性能。

应用技术包括纳米材料的载体设计、固定化技术等，以提高其在废气处理中的有效利用率。

3. 纳米材料的反应条件：纳米材料的反应条件对废气处理效果有重要影响。

反应条件包括温度、湿度、气体流速等，需要通过实验和模拟研究来确定最佳的反应条件。

此外，还需要注意纳米材料的光照条件（如对于光催化材料），保证反应能够在合适的环境中进行。

4. 纳米材料的再生与回收利用：纳米材料在废气处理过程中会逐渐失去活性或饱和，需要进行再生或替换。

纳米二氧化钛的性质及应用进展

纳米二氧化钛的性质及应用进展牙膏工业2006年第3期纳米二氧化钛的性质及应用进展李志军王红英(深圳职业技术学院工业中心518055)摘要:纳米二氧化钛微粒具有大的比表面积,其表面原子数,表面能和表面张力随粒径的下降急剧增加,由于其尺寸的细微化,表现出独特的物理和化学特性,导致纳米二氧化钛微粒的热,光,敏感特性和表面稳定性等方面不同于常规粒子,这就使其在环境,信息,材料,能源,医疗与卫生等领域有着广阔的应用前景.综述了纳米二氧化钛的性质,并介绍了近年来纳米二氧化钛的应用研究发展动态.关键词:纳米粉体二氧化钛性质应用纳米微粒是指颗粒尺寸在I—lOOnm的超细微粒.由于纳米微粒具有了量子尺寸效应,小尺寸效应,表面效应和量子隧道效应,因而展现出许多特有的性质,在催化,滤光,光吸收,医药,磁介质及新材料等方面具有广阔的应用前景.纳米二氧化钛因其具有粒径小,比表面积大,磁性强,光催化,吸收性能好,吸收紫外线能力强,表面活性大,热导性好,分散性好,所制悬浮液稳定等优点,因此倍受关注,制备和开发纳米二氧化钛成为国内外科技界研究的热点….本文将介绍纳米二氧化钛的一些基本性质及其主要的应用研究进展.1纳米TiO的基本结构二氧化钛是金属钛的一种氧化物,其分子式是TiO.根据其晶型,可分为板钛矿型,锐钛矿型和金红石型三种.其中锐钛矿型TiO属于四方晶系,其晶格参数仅0=37.85nm,C0=95.14nm.图1为两种晶型单元结构图.锐钛矿型TiO的单元结构中钛原子处于钛氧八面体的中心,其周围的6个氧原子都位于八面体的棱角处,有4个共棱边,也就是说,锐钛矿型的单一晶格有4个TiO分子.锐钛型TiO的八面体呈明显的斜方晶型畸变,Ti—O 键距离均很小且不等长,分别为I.937×10.m和1.964×10.11'1,这种不平衡使TiO分子极性很强, 强极性使TiO表面易吸附水分子,使水分子极化而形成表面羟基.这种表面羟基的特殊结合使其表面改性成为可●TioO金红石型(a)(b)图1TiO2的两种晶型单元结构图[.】能,它可作为广义碱与改性剂结合,从而完成对TiO2的表面改性.2纳米TiO的表面性质2.1表面超亲水性目前的研究认为,在光照条件下,TiO表面的超亲水性起因于其表面结构的变化.在紫外光照射下,TiO价带电子被激发到导带,电子和空穴向TiO表面迁移,在表面生成电子空穴对,电子与Ti反应,空穴则与表面桥氧离子反应,分别形成正三价的钛离子和氧空位.此时,空气中的水解离吸附在氧空位中,成为化学吸附水(表面羟基),化学吸附水可进一步吸附空气中的水分,形成物理吸附层.2.2表面羟基相对于其它颜料的金属氧化物,TiO中Ti—O健的极性较大,表面吸附的水因极化发生解离,容易形成羟基.这种表面羟基可提高TiO作为吸附剂及各种载体的性能,为表面改性提供方便.-2006年第3期牙膏工业49及各种载体的性能,为表面改性提供方便.2.3表面酸碱性二氧化钛(俗称钛白)用于涂料时,其表面酸碱性与涂料介质密切相关.在改性时常加入AJ,Si,zn 等氧化物,Al或Si的氧化物单独存在时无明显的酸碱性,但与TiO:复合,则呈现强酸性,可以制备固体超酸.因此,加入其它金属氧化物改性时,可以形成新的酸碱点.MoO.一TiO:表面有较强的酸性,而ZnO:一TiO:表现出明显的碱性.2.4表面电性钛白在干粉状态通常带有静电荷,钛白颗粒在液态(尤其是极性的)介质中因表面带有电荷就会吸附相反的电荷而形成扩散双电层,使颗粒有效直径增加.当颗粒彼此接近时,因异性电荷而相斥,有利于分散体系的稳定.经A1:0.包膜的钛白表面具有正电荷,而用SiO:处理的钛白带负电荷.经硅铝复合包膜的钛白,当重量比AJ:0./SiO:>1时,带正电荷,当重量比A1:0./SiO:<1时,带负电荷.调整Al:0./SiO:的重量比比例,可改变钛白在不同介质中的分散性.3纳米TiO2的应用纳米二氧化钛是一种重要的无机材料,被广泛应用于涂料,化汝品,抗菌剂,污水处理等方面.下面介绍纳米二氧化钛的几种主要用途.3.1光化学作用当二氧化钛受到彼长小于387.5nm的紫外光的照射时,价带上的电子跃迁到导带,激发电离出电子的同时产生正电性的空穴,形成电子一空穴对,与吸附溶解在其表面的氧气和水反应.分布在表面的空穴将OH一和H:0氧化成HO自由基.HO自由基的氧化能力是在水体中存住的氧化剂中最强的,能氧化大部分的有机污染物和无机污染物,而且对反应物几乎无选择性,在光催化氧化中起着决定性的作用.二氧化钛表面电子具有高的还原性,可以去除水体中的金属离子.生成的原子氧和氢氧自由基使有机物被氧化,分解,最终分解为CO:,H:0和无机物.其反应过程如下(其中,h代表正电性的空穴,e一为光激发电子,?OH是氢氧根自由基,OH一为氢氧根离子,?O是带负电的氧原子自由基, HO:?是反应中间体):TiO2三h++e-(1)h+H20?OH+H(2)h+OH一?OH(3)e-+0:一.o三Ho:.(4)2HO2?H202+02(5)H202+.O?OH+OH一+02(6)Organ(有机物)+?OH+02CO2+H20+其他产物(7)M"(金属离子)+ne一一M.(金属离子)(8)图2是纳米二氧化钛光催化机理示意图.导带Ee『嗡图2纳米二氧化钛光催化机理示意图【3.2污水处理利用纳米TiO:的光催化性质来处理废水和改善环境是一种行之有效的方法.Matthews等人曾对水中34种有机污染物光催化分解进行了系统的研究, 结果表明光催化氧化法可将水中的烃类,卤代物,羧酸,表面活性剂,染料,含氮有机物,有机磷杀虫剂等较快地完全氧化为CO:和H:0等无害物质.光催化降解技术具有常温常压下就可进行,能彻底破坏有机物,没有二次污染且费用不太高等优点.3.3气体净化随着工业的发展和人民生活水平的不断提高,环境污染问题已日趋严重,有害气体净化同样受到人们的重视.近年来逐渐发展起来的纳米TiO:光催化降解技术为这一问题的解决提供了良好的途径.环境有害气体可分为两个方面:室内有害气体和大气污染气体.室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛及生活环境中产生的甲硫酵气,硫化氢, 氨气等,这些气体在百万分之几时就能使人产生不适感.TiO:通过光催化作用可将吸附于其表面的这些物质分解氧化,从而使空气中这些物质的浓度50牙膏工业2006年第3期降低,减轻或消除环境不适感.大气污染气体主要指由汽车尾气与工业废气等带来的氮氧化物和硫氧化物,利用纳米TiO:的光催化作用可将这些气体氧化,形成蒸气压低的硝酸或硫酸.这些硝酸或硫酸可在降雨过程中除去,从而达到降低大气污染的目的.3.4抗茵除臭抗菌是指TiO:在光照下对环境中微生物的抑制或杀灭作用.在人们的居住环境中存在着各种有害微生物,对人类生活产生不良影响.家居环境中的一些潮湿的场合如厨房,卫生间等,微生物容易繁殖,导致空气菌浓和物品表面菌浓增大,对人的健康产生威胁.利用纳米TiO的光催化性可充分抑制或杀灭环境中的有害微生物,使环境微生物对人的危害降低….空气中的恶臭气体主要有含硫化物(如Hs,sO,硫醇,硫醚等),含氮化合物(如胺类,酰胺等),卤素及衍生物(如cl,卤代烃等).近年来采用二氧化钛光催化剂和其他吸附剂组成的混合物除臭已得到实际应用.气体吸附剂吸附的这些臭气经扩散与二氧化钛接触,二氧化钛将气体氧化分解后既不降低吸附剂的吸附活性,又解决二氧化钛对臭气吸附性较差的缺点,大大提高了臭气的光降解效率. 3.5在涂料行业的应用将纳米TiO与闪光铝粉或云母钦珠光颜料拼配使用制成的涂料具有随角异色效应,作为金属闪光面漆涂装在小汽车上,将产生富丽雅致的效果.这是纳米TiO最重要,最有前途的应用领域之一. 美,日等国的福特,克劳斯勒,丰田,马自达等汽车公司上世纪80年代开始应用于轿车工业,到上世纪90年代,世界上已有l1种含纳米TiO的金属闪光面漆被用于轿车工业,今后还会有更大的发展u引. 经研究发现¨,金红石型纳米二氧化钛用于金属闪光面漆时,既能产生随角异色效应,也能提高漆膜的柔韧性和附着力等力学性能;金红石型纳米二氧化钛用于含环氧基丙烯酸型粉末涂料,具有增强,增韧效果,使漆膜光泽的力学性能提高很多,达到汽车涂料国际要求,获得应用普通钛白所得不到的性能;锐钛型纳米二氧化钛用于丙烯酸型抗菌内墙涂料,具有很强的杀菌效果,而且力学性能优异,具有广阔的发展前景.3.6在化妆品方面的应用纳米TiO:具有很强的散射和吸收紫外线的能力.尤其是对人体有害的中长波紫外线UV A,UVB (320—400nm,290—320nm)的吸收能力很强,效果比有机紫外吸收剂强得多,并且可透过可见光,无毒无味,无刺激性,广泛用于化妆品.纳米TiO紫外屏蔽能力与粒径大小有关,粒径越小,紫外线透过率越小,抗紫外能力越强.对于化妆品的TiO含量而言,粒径越小,可见光透过率越大,可使皮肤白度显得自然.平均粒径为10nm的TiO:分散在水中,几乎是无色透明的.但添加的颗粒粒径不是越小越好,否则汗汁会将毛孔堵死,不利于身体健康.而粒径太大,紫外吸收又会偏离这一波段.因此最好在纳米TiO颗粒表面包覆一层对人体无害的高聚物. 粒子浓度对光散射有较大的影响,伴随粒子浓度增大,粒子的光散射效率下降,适当提高TiO的用量, 可使化妆品的防晒系数增大,最理想的用量为5% 20%.除以上应用之外,纳米二氧化钛还可被应用在光学增益体系中,制成一种具有极高发光纯度等奇特光学现象被称为"激光涂料"的新型发光材料¨;纳米二氧化钛还具有湿敏,气敏功能,如它对一氧化碳,氢气极为敏感,可用于传感器的制造¨.最新的研究表明,用钠离子掺杂的纳米二氧化钛分别对双马来酰亚胺,马来酰亚胺的液相聚合反应具有明显的催化作用,而且反应后剩余在聚合物中的纳米二氧化钛对聚合产物多项力学性能的改善还可起到较为理想的促进作用Ⅲ.参考文献l张立德,牟季美.纳米材料和纳米结构[M].北京:科学出版社,20012uylShi,ChunzhongLi,AipingChen.et"a1.Morphologicalstrue? tureofnanometerTiO2一Al203compositepowderssynthesizedinhightemperatm-egasmediumsreactor.ChemicalEngineering.1ouna1.2001,(84):405～4113范崇政,肖建平,丁建伟.纳米Tio2的制备与光催化反应研究进展.科学通报,2001,46(4):256～2734黄华林.锑自在钛白生产中应用探讨.无机盐工业,1997,3:31～332006年第3期牙夤=【.业生物基表面活性剂的应用王杰聂荣春徐初阳(安徽理工大学材料系安徽淮南232001)摘要:简要概述生物基表面活性剂烷基糖苷的物理性能和溶解性,表面活性,安全性和生物降解等性能,重点介绍其作为表面活性剂在衣用洗涤剂,餐具洗涤剂,化妆品,食品工业,生物化工和农药增效剂等方面的应用,同时指出烷基糖苷可进一步衍生化,从而拓宽其应用领域.关键词:生物基表面活性剂;烷基糖苷L化剂;聚氨酯烷基糖苷(APG)是近几年迅速发展起来的新一代绿色表面活性剂,兼有普通非离子和阴离子表面活性剂的优点,高表面活性,非常优良的生态学和毒理学性质以及出众的物理化学性质和配伍性能,尤其是它的毒性,与皮肤的相容性及其生物降解性都给许多化学品的配制带来了新概念….因此,特别适用于与人体皮肤接触的洗涤用品和个人护理用品.此外,在食品工业,生物化工和农用化学品等方面可作功能性助剂.1烷基糖苷的特性1.1物理性能和溶解性纯烷基糖苷为白色粉末,实际产品为奶油色或淡黄色.极易吸水,在水中有一定的溶解度,故市场上的商品一般配成50%的水溶液.烷基糖苷也较易溶于常用有机溶剂,在酸碱性溶液中呈现出优良的相容性,稳定性和表面活性,尤其在无机成分较高的活性溶剂中J.烷基糖苷的物理性质与脂肪醇的碳链长度,碳链的正构或异构,糖的种类以及聚合度密切相关,其熔点随产品分子中碳链的增长而升高,甚至有的高烷基糖苷还没融化时就开始分解了,说明烷基糖苷受热易分解和变色.1.2表面活性5蒋子铎,刘安华.高级氧化过程的研究与进展,现代化工,1991,5(5):14—186张淑霞,李建保,张波,TiO2颗粒表面无机包覆的研究进展.化学通报,2001,(2):71-747常红,王京刚,纳米二氧化钛在环保领域中的应用.矿冶,2002,I1(4):73—748Haradakenji,HisanagaTeruaki,eta1.Photoeatalyticactivityof nanometerTiO2thinfilmsprev,~lbythesol—gelmetho1.Wa—terRes. 1990.24(I1):1415—14178Hlt..y~aKenji,HisanagaTeruaki,eta1.Photocatalytlcactivityof nanometerTiO2thinfilmspreparedbythesol—gelmethod.Wa—terRes. 1990.24(I1):1415—14179姚建年,陈萍,藤岛昭.电解沉积成膜法制备氧化钼变色薄膜的研究.感光科学与光化学,1996,(3):224-22510JiaguoYu,XiujianZhao.Effectofsubstratesonthephoto—c.atu—lytlcaclivityofnsIiometerTIO2thinfilmsMaterialsResearchBulletin. 2000,(35):1293—1301IIWenyuYe,TiefengCheng,QingYe,etalh叩aHmand仃ib0l0gi—ealprope—iesoftetrafluo~caeidmodifiedTi02nanopartidesaslubri? canadditives,MaterialsScienceandE一neering.20(B,(359):82—85 12杨宗志,国外超细透明二氧化钛的生产,钒钛,1994(4):45—5213李大成,周大利,等.纳米TiO2的应用.四川有色金属.2002.4:14—1614许秀艳,付国柱,等.纳米TiO2在涂料中的应用.全面腐蚀控制.2002,15(2):815LawandyNM,BalachandranRM,ComesASL,sers*c—tioninstronglyscatteringmedia.Nature.1994(368):43616包定华,顾蒙爽,邝安祥,等.S0l—gel法合成TiO2纳米粉球和薄膜.无机材料,1996,I1(3):45317WangX,ChenD,blaW,eta1.polymerizationofbismaleimide andmaleimidecatalyzedbynanoerystaUinetitania.JApp]PolymSei. 1999.71:665(收稿日期:2oo6年8月8日)。

二氧化钛纳米材料的应用

二氧化钛纳米材料的应用应用领域:纳米二氧化钛有很强的吸收紫外线能力、奇特的颜色反应、良好的热稳定性、化学稳定性和较好的光学、力学以及电学各个方面的特性，其中锐钛矿有较高催化效率，金红石型结构稳定有比较强的覆盖力、着色力和紫外吸收能力。

因此在催化剂载体、紫外吸收剂、光敏催化剂、护肤品防晒、塑料薄膜制品、水处理、特种陶瓷等多种领域具有广泛的应用。

（1）功能建材因纳米二氧化钛具有较高的催化活性，可以制成光触媒产品，在光催化作用下可抗菌、除臭、分解空气/水中的有机污染物，同时可以重复利用，此特点在功能建材领域的应用前景巨大，其制成的家具、涂料等对室内空气净化（除甲醛、硫化氢等有毒气体）具有绿色、节能的特点，是新时代绿色净化的佼佼者。

同时，纳米二氧化钛还具有超亲水性，材料表面不易形成水珠，可应用于玻璃、陶瓷等表面进行防雾，应用于瓷砖表面还可实现自清洁功能。

图1 二氧化钛催化剂载体（2）传感器研究表明，二氧化钛可用于检测汽车尾气中的氧含量，利用纳米二氧化钛此特性可对汽车发动机的效率进行评估，在4S店中的检测、汽车制造厂中新产品的研发及验收等领域具有巨大的作用及潜力。

图2 气体浓度监测传感器（3）电池纳米二氧化钛可用于锂离子电池材料的改性，改性后的锂离子电池具有快速充放电、高容量、稳定性高等特点，具有很好的应用前景。

同时因纳米二氧化钛具有光电转换率高，可大大提高太阳能电池的转换效率，相同条件下在电池中储存的能量大大提高。

图3 锂离子电池（4）化妆品作为化妆品填料，纳米二氧化钛的肤色修饰效果非常好，还可以反射紫外线，是紫外线的天然屏蔽产品，因此在化妆品领域具有很大的发展前途。

图4 化妆品填料（5）生物材料纳米二氧化钛对人体无毒，经纳米二氧化钛增强的仿生陶瓷，如假肢等，可有效替代残疾人的受伤部位。

图5 医用陶瓷（6）3D打印以前3D打印技术所制作的产品都是惰性的，目前有科学家将纳米二氧化钛掺入到3D打印的聚合物中，打印出来的物品具有了化学活性，这一独特性让纳米二氧化钛在3D打印领域表现出巨大的发展潜力，让3D打印技术上升了一个维度。

二氧化钛纳米材料的形貌控制及其在能源和环境领域的应用共3篇

二氧化钛纳米材料的形貌控制及其在能源和环境领域的应用共3篇二氧化钛纳米材料的形貌控制及其在能源和环境领域的应用1随着全球工业化和城市化进程的不断提高，环境问题日益突出，对于环境污染的治理和清洁能源的研究已经成为当前全球面临的重大课题之一。

在这个背景下，二氧化钛纳米材料因其在催化、光催化、光电转换等领域应用广泛而备受关注。

二氧化钛纳米材料可通过不同方法制备，包括溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等等。

从化学合成的角度来看，通过对溶液中的成分及沉淀条件进行控制，可以调控二氧化钛纳米材料的结构和形貌。

其中一种经典的制备方法是溶胶-凝胶法，其制备过程包括溶胶的制备、凝胶的形成和热处理等步骤。

在控制凝胶的形成过程中，可以通过改变水解与缩合反应的速率，调节水解缩合平衡的条件，达到控制二氧化钛纳米材料结构和形貌的目的。

例如，在溶胶-凝胶法制备的二氧化钛纳米材料中，当乳胶稳定剂添加量较少时，形成的二氧化钛主要为十二面体晶型，而当稳定剂添加量增加，形成的二氧化钛主要为四面体晶型。

在催化、光催化、光电转换领域的应用中，形貌控制方法的调整，从而实现二氧化钛纳米材料特定结构或形貌的合成，是非常重要的。

例如，在光催化降解废水等应用中，传统的二氧化钛纳米材料因结晶度和晶粒大小有限，其光催化效率受到限制。

而通过形貌控制方法，制备的具有较大表面积的纳米材料，表面氧含量较高，可以提高光催化反应速率，提高光催化降解废水的效率。

同时，二氧化钛纳米材料在光电转换领域也有广泛的应用。

近年来，人们研究发现，通过形貌控制方法合成的具有高秩序结构的多孔二氧化钛纳米材料，可以作为染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的电子传输层。

在这类结构的多孔二氧化钛纳米材料中，光电荷分离效率高，具有较好的光电转换性质。

此外，通过添加掺杂元素(如铬、铁等)和半导体体系(如硫代钙钛矿)等方法，还可以研究和改善其光电性能。

总的来说，二氧化钛纳米材料的形貌控制方法，在能源和环境领域的应用非常广泛。

二氧化钛

一：1：纳米二氧化钛是目前应用最为广泛的一种纳米材料。

它是一种半导体材料,除了具有纳米材料共同的特点外,还具有光催化性能。

近十多年来,随着环境污染日益严重,利用半导体粉末作为光催化剂催化降解有机物的研究已成为热点。

在作为光催化剂的主要原料N 型半导体TiO2、ZnO2、CdS、WO3中,相比较而言, TiO2活性高、化学稳定性好、对人体无害,是理想的环保型光催化剂。

实验表明, TiO2至少可以经历12次的反复使用而保持光分解效率基本不变,连续580分钟光照下保持其活性,因而将其投入实际应用有着广阔的发展前景。

2：纳米二氧化钛的光催化降解机理：当二氧化钛受到波长小于387. 5nm的紫外光的照射时,价带上的电子跃迁到导带,激发电离出电子同时产生正电性的空穴,形成电子-空穴对,与吸附溶解在其表面的氧气和水反应。

分布在表面的空穴将OH -和H2O氧化成HO自由基。

HO 自由基的氧化能力是在水体中存在的氧化剂中最强的,能氧化大部分的有机污染物和无机污染物,而且对反应物几乎无选择性,在光催化氧化中起着决定性的作用。

二氧化钛的表面电子可被溶解在表面的氧俘获形成O2-。

另外表面电子具有高的还原性,可以去除水体中的金属离子。

生成的原子氧和氢氧自由基使有机物被氧化、分解,最终分解为CO2、H2O和无机物。

3：目前的研究现状：尝试对不同微生物的杀灭作用：为了考察TiO2对微生物的作用,根据不同的研究和应用背景,人们选择了细菌、病毒、藻类、癌细胞等。

目前已有报道的考察TiO2光催化作用的细菌类有: 乳杆嗜酸细胞(Lactobacil lus acidophi lus),酵母菌( Saccharomyces cerevisiae), 大肠杆菌( Es-cherichia coli), 链球菌( S treptococcus mutans , S .ratus , S .cricetus , S .sobrinus AHT)。

纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用

开尔纳米产品应用论文（周报）论文名称纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用一、本期推介粉体：1、主要技术指标（与本论文相关联的指标）：纳米二氧化钛2、本期重点推介的性能（关键词、句）：纳米二氧化钛汽车尾气净化二、产品应用的主要内容（使用方法、简易流程等）：1、主要原理（机理）叙述：纳米 TiO2 材料具有化学稳定性好，反应活性大等特点。

纳米 TiO2 材料的禁带宽度为 3. 2 eV,对应的光吸收阀值为387. 5 nm。

只有当它吸收了波长小于或等于387. 5 nm的光子时，其吸收能量高于其禁带宽度的波长光的辐射，产生电子跃迁。

由于能量传递，将产生活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，诱发光化学反应，产生催化作用。

活泼的自由基可以把许多难以降解的有机物氧化为二氧化碳和水等无机物。

2、使用工艺、过程描述：本试验采用了短弧氙灯，短弧氙灯能发射出很强的紫外辐射连续光谱 (紫外光波长一般为 3～390 nm)。

该光谱非常近似于太阳光的可见连续光谱。

试样:将含有纳米 TiO2 材料的试剂涂刷在模拟道路真实状况的混凝土试样表面上,混凝土试样规格为 35 cm ×30 cm ×5cm,试剂中 TiO2 质量分数分别为 10%和 20%。

汽车尾气:汽车尾气 (其中含有定量的 NOx )经干燥后直接排入实验舱中 ,试验过程中舱内气体处于密闭状态。

舱内气体压力: 105. 378 kPa。

舱内气体温度: (20 ±2) ℃。

（1）反应时间对 NOx 降解效果的影响（2）催化剂质量分数对 NOx 降解效果的影响。

在实验舱温度、压力和光照基本相同的情况下 ,改变涂刷在混凝土试件表面的 TiO2 光催化剂的质量分数 ,之后通入相同质量分数 NO的汽车尾气。

（3）3. 3 光催化剂的重复使用效率。

试验表明 ,表面涂有 TiO2 光催化剂的试样经多次使后 ,其催化剂表面活性减弱 ,表现为对汽车尾气中 NOx 的解能力明显降低。

纳米科技在环境污染治理中的成功案例分析

纳米科技在环境污染治理中的成功案例分析导言环境污染作为一个全球性的问题，严重威胁到人类的健康和生存环境。

然而，随着科技的不断发展，纳米科技作为一项新兴技术，为环境污染治理提供了新的解决方案。

纳米科技的特殊性质使其在环境污染治理中具有巨大的潜力，下面将重点介绍一些纳米科技在环境污染治理中的成功案例。

一、纳米材料在水污染治理中的应用1. 纳米铁粉在地下水污染治理中的应用纳米铁粉作为一种重要的纳米材料，可以有效地将有害物质转化为无害物质，如将有害的氯代烃类、苯、重金属离子等转化为无毒的化合物，从而达到净化地下水的目的。

纳米铁粉具有高度的反应活性和比表面积，可以通过与有害物质的接触，实现残留有机物的高效降解。

通过纳米铁粉的注入，地下水中的有机物和重金属等有害物质可以被同时去除，降低了治理的难度。

2. 纳米颗粒在水处理中的应用纳米颗粒的小尺寸、巨大的比表面积和强大的吸附能力使其在水处理领域具有重要的应用价值。

纳米颗粒可以被用于去除水中的重金属离子、颜料、有机物等污染物。

例如，纳米二氧化钛颗粒可用于紫外线光催化降解有机物，纳米硅颗粒可用于吸附重金属离子。

此外，纳米颗粒还可作为一种载体，用于传递和释放杀菌剂和除臭剂等，从而提高水的质量。

二、纳米材料在空气污染治理中的应用1. 纳米催化剂在汽车尾气净化中的应用由于纳米催化剂具有高活性、高选择性和催化效率高等特点，使得其在汽车尾气净化中具有广泛的应用前景。

纳米催化剂通常由纳米金属、金属氧化物和纳米载体等组成。

它们能够通过吸附、催化反应以及氧化还原等过程，将汽车尾气中的有害物质如一氧化碳、氮氧化物等转化为无害物质。

纳米催化剂的使用不仅有效地减少了空气污染物的排放量，还降低了能源的消耗。

2. 纳米材料在室内空气净化中的应用近年来，室内空气污染成为影响人们健康的一个重要问题。

纳米材料在室内空气净化中具有独特的优势。

纳米银、纳米钛等材料被广泛应用于空气净化器中，通过其抗菌、抗病毒的特性，能够有效地降低室内空气中的细菌和病毒数量。

纳米二氧化钛的特殊功能

纳米二氧化钛的特殊功能资料来源：2012-5-2纳米二氧化钛（TiO2）作为一种新型光催化剂、抗紫外线剂、光电效应剂等，以其神奇的功能，将在抗菌防霉、排气净化、脱臭、水处理、防污、耐候抗老化、汽车面漆等领域显示广阔的应用前景。

随着其产品工业化生产和功能性应用发展的日趋成熟，它在环境、信息、材料、能源、医疗与卫生等领域的技术革命中将起到不可低估的作用。

纳米二氧化钛抗菌防霉机理由于TiO2电子结构所具有的特点，使其受光时生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和氢氧自由基，攻击有机物，达到降解有机污染物的作用。

当遇到细菌时，直接攻击细菌的细胞，致使细菌细胞内的有机物降解，以此杀灭细菌，并使之分解。

一般常用的杀菌剂银、铜等能使细菌细胞失去活性，但细菌杀死后，尸体释放出内毒素等有害的组分。

纳米二氧化钛不仅能影响细菌繁殖力，而且能破坏细菌的细胞膜结构，达到彻底降解细菌，防止内毒素引起的二次污染，纳米二氧化钛属于非溶出型材料，在降解有机污染物和杀灭菌的同时，自身不分解、不溶出，光催化作用持久，并具有持久的杀菌、降解污染物效果。

作为纳米材料，除了满足纳米尺寸的要求以外，还必须具备功能性和应用性。

达到纳米尺度分布的TiO2能充分地体现量子尺寸效应、表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应，因此具有纳米粒子一系列特殊的应用特性，如抗菌、空气净化、污水净化等。

纳米二氧化钛应用领域在人们的居住环境中存在着各种有害的细菌对人类生活产生不良影响。

居室内各种建筑装饰材料，如人造板、木质复合地板、层压木质板家具和胶粘剂等会发出甲醛、卤代烃、芳香烃等有毒污染物，危害人体健康。

如果在建筑内墙涂料，地面覆盖材料，墙面装饰材料，家具面漆等材料中添入纳米二氧化钛，既可杀菌防霉，又可降解有机污染物，使人们生活在卫生健康的环境中。

此外，添加约1%纳米二氧化钛的抗菌塑料，可广泛应用于食品包装、电器、家具、餐具、公共设施等，以防止病菌的繁殖和交叉感染。