纳米二氧化钛的特殊功能

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纳米二氧化钛的特殊功能

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。

(精选)纳米二氧化钛在物体表面的抗菌作用

(精选)纳米二氧化钛在物体表面的抗菌作用

纳米二氧化钛在物体表面的抗菌作用纳米TiO2问世于20世纪80年代后期,是一种有着普遍用途的无机材料。

因其独特的紫外线屏蔽、光催化作用、颜色效应等性能,在高级涂料、化妆品、废水处置、空气净化、杀菌和高效太阳能电池等方面有着广漠的应用前景。

纳米二氧化钛(TiO2)作为光催化半导体无机抗菌剂,具有广谱抗菌功能,能抑制和杀灭微生物,并有除臭、防霉、消毒的作用,其本身化学性质稳固且对人体和环境无害,光催化作用持久,因此愈来愈取得世人青睐。

纳米TiO2的结晶有两种晶态:即金红石型和锐钛型。

通常,金红石型的二氧化钛光催化能力差,而锐钛型的二氧化钛具有强光催化能力。

锐钛型纳米TiO2在H2O、O2体系中发生光催化反映,产生的羟基自由基(HO·),能和多种细菌和臭体反映,而有效地灭菌和排除臭味,因此能够制成纳米TiO2抗菌剂。

纳米TiO2抗菌剂具有将细菌及其残骸一路杀灭清除的能力,同时还能将细菌分泌的毒素也分解掉。

而且纳米TiO2作为杀菌剂还具有以下几个特点:一是即效性好,如银系列抗菌剂的成效约在24h左右发生,而纳米TiO2仅需1h左右;二是TiO2是一种半永久维持抗菌成效的抗菌剂,不像其它抗菌剂会随着抗菌剂的溶出而成效慢慢下降;三是有专门好的平安性,与皮肤接触无不良阻碍。

本实验采纳了四种新型的纳米TiO2喷液(原液、复合液1#、复合液2斡、复合液3#)喷涂在瓷片和纸片上,并对其在瓷片和纸片应用中的杀菌成效进行了实验观看;同时咱们对涂有纳米TiO2喷液的部份瓷片通太高温预处置以后对其灭菌成效进行了观看实验。

1 材料与方式菌种来源大肠杆菌华南理工大学食物科学与工程学院实验室提供。

材料培育基营养肉汤培育基(g/100mL):酪蛋白胨,牛肉浸膏,。

MR-VP培育基(g/100mL):(月示)胨,葡萄糖,K2HPO4,pH值。

瓷片和纸片瓷片:3cm×3cm的干净瓷片。

纸片:白度为85(%,ISO)的针叶木浆抄成定量为60g/m2的纸片,其中不加任何化学药品。

纳米TiO2在纺织材料中的功效

纳米TiO2在纺织材料中的功效

纳米TiO2在纺织材料中的功效随着纺织工业的发展和人民生活水平的日益提高,人们对纺织品质量的要求越来越高,对环保和功能性的要求也日益重视,传统的纺织品已不能满足现代产业用、服装用和装饰用的最新要求。

现代纺织品的方向发展已朝向多元化和功能化。

纳米TiO2(VK-T25F)因具有价廉无毒、粒径小、比表面积大、磁性强、催化活性高、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、稳定性好等优点而倍受关注。

目前,TiO2(VK-T25F)在纺织品中主要有抗紫外线、抗菌、抗静电、消光、抗老化、自清洁和隔热等主要优点。

1·抗紫外性能许多无机材料如纳米TiO2(VK-T25F)、ZnO(VK-J30,VK-J50)等均具有抗紫外性能。

其中,纳米TiO2(VK-T25F)无毒、稳定,不但可吸收紫外线,还可透过可见光。

纳米TiO2(VK-T25F)作为抗紫外吸收剂已广泛应用到涤纶等合成纤维织物、天然纤维棉织物及复合材料中。

利用纳米TiO2(VK-T25F)对涤纶长丝织物进行整理,整理织物抗紫外吸收性能较好,耐洗性较好,且对织物的刚柔性、透气性和强力影响较小。

SEM 扫描结果显示纳米TiO2(VK-T25F)颗粒在织物表面呈现局部分散和团聚的不均匀状态。

针对纳米TiO2易团聚的问题,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶(VK-TA33),整理棉织物具有优异的抗紫外性能,耐洗性优异,断裂强力和透气性基本不受影响。

以钛酸丁酯和乙醇为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2(VK-TA33),获得了优异的抗紫效果。

利用熔体共混方式制备了纳米TiO2/聚丙烯复合材料,结果发现:TiO2(VK-T25F)含量越高,紫外光的屏蔽效果越好,纳米TiO2对聚丙烯有结晶成核作用,球晶尺寸明显减小,且复合材料力学性能良好。

2·抗菌性能目前,抗菌剂应用广泛的是耐热性好、抗菌谱广、有效期长的无机抗菌剂。

利用载银纳米二氧化钛(VK-T07,VK-TA33Ag)整理棉织物,通过银离子的溶出和 TiO2光催化的相互促进,获得了具有耐久性的双重抗菌织物。

纳米二氧化钛 (TiO2)应用:水处理、催化剂载体、紫外线吸收等

纳米二氧化钛 (TiO2)应用:水处理、催化剂载体、紫外线吸收等

纳米二氧化钛(TiO2)应用:水处理、催化剂载体、紫外线吸收等
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。

纳米二氧化钛(TiO2)具有许多的特殊性能比如表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,从而使其与普通二氧化钛相比具有许多特殊性能。

纳米二氧化钛在水处理、催化剂载体、紫外线吸收剂、光敏性催化剂、防晒护肤化妆品、涂料填料、光电子器件等领域具有广泛的用途。

纳米TiO的制备方法有气相法、液相法。

目前,研究的一个热点是纳米TiO2 作为半导体光催化剂用于废水、废气的净化。

纳米TiO2 具有湿敏、气敏功能,如它对一氧化碳极为敏感,可用在传感器上,尽管我国对纳米二氧化钛的研究起步较晚,但是科技工作者们在其制备和应用上做了大量的工作和深入的研究,并取得了许多成果。

河北麦森钛白粉有限公司生产的纳米二氧化钛(光催化)(MS-GCA01)
产品性能:
本品光催化纳米二氧化钛外观为白色疏松粉末。

在可见光或紫外光的作用下具有很强的氧化还原能力,化学性能稳定,能将甲醛,甲苯,二甲苯,氨,氡,TVOC等有害有机物,污染物,臭气,细菌,病毒,微生物等有害有机物彻底分解成无害的CO2和H2O,并具有去除污染物,亲水性,自洁性等特性,性能持久,不产生二次污染。

本品适合于各种空气污染治理的光触媒喷剂,纳米抗菌涂料,污水处理(可将造纸厂,印染厂,酒精厂和化工厂等废水中的大分子有机物进行降解,使之变成CO2,H2O)纳米抗菌自洁纤维,电子材料等产品,产品比表面大,光催化效率高,分解有害气体速度快,本品吸收紫外线能力强范围广(280nm-460nm)。

纳米二氧化钛材料

纳米二氧化钛材料

《功能材料》期末考核题目:纳米二氧化钛材料的制备-结构-功能姓名:学号:专业:2013-2014年第二学期1. 纳米二氧化钛的功能及特性纳米材料指颗粒尺寸为纳米级的超细颗粒,其尺寸大于原子簇但小于微米级,一般介于1nm〜100 nm之间。

纳米粒子因其尺寸小,比表面积大,表面原子数多,表面能和表面张力随离径的下降急剧增大而具有量子尺寸效应,小尺寸效应,表面效应和宏观量子隧道效应等不同于常规固体的光,热,电,磁等新特性。

纳米TiO2是一种新型的无机材料,粒径在10nm〜50nm,相当于普通钛白粉的十分之一,与常规材料相比,纳米二氧化钛具有独特功能:(1) 比表面积大,(2) 磁性强,具有极强的吸收紫外线的能力。

(3) 表面活性大,(4) 热导性好,(5) 分散性好,制得的悬浮液稳定,(6) 奇特的颜色效应,(7) 较好的热稳定性,(8) 化学稳定性和优良的光学,电学,力学等方面的特性。

其中的锐钛矿具有较高的催化效率;金红石型结构比较稳定,具有较强的覆盖力,着色力和紫外线吸收能力。

因此在催化剂载体,紫外线吸收剂,高效光敏剂,防晒护肤化妆品,塑料薄膜制品,水处理,精细陶瓷,器皿传感元件等领域具有广泛的用途。

纳米TiO2光催化杀菌是目前环境净化的研究热点。

纳米TiO2光催化技术始于1972年Fujishima和Hondar做的关于光辐照二氧化钦可持续发生氧化还原反应的研究。

1985年,Matasunaga等使用Ti/Pt催化剂在近紫外光照射下6 0 —120 min 内杀灭了水中的微生物。

自此二氧化钛光催化杀菌的研究日益受到重视,研究对象也逐渐扩展至水体及空气中的病毒、细菌、真菌等。

纳米TiO2光催化氧化杀菌具有显著的优点:(1) 无需昂贵的氧化试剂,空气中的氧就可作为氧化剂;(2) 二氧化钦催化剂价格低廉,无毒,化学及光化学性质稳定;(3) 自然光中的紫外光就可作为光源激发催化剂,因此无需能源,系统维护费用低;(4) 氧化还原反应无选择性,可以杀灭大多数的微生物。

纳米二氧化钛粉体的制备与表征

纳米二氧化钛粉体的制备与表征

纳米TiO粉体的制备与表征2一:引言•纳米材料是指在三维空间中至少在一维方向上尺寸在1-100nm 之间并具有特殊性能的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。

由于纳米材料至少在一维方向上为纳米尺度,所以纳米材料具有普通材料所不具背的性能,如表面效应、小体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。

因此纳米TiO 2粉体具备许多特殊的功能比如性能稳定、无毒、光催化活性高、价格低廉、耐化学腐蚀性好,是良好的光催化剂、消毒剂杀菌剂。

•光催化作为一种新型环境净化技术引起人们越来越多的关注。

纳米TiO2以良好的性能稳定、效率高、无二次污染、成本低廉等优点,在光催化降解废水中的有机物方面具有广阔的应用。

面临的问题:催化的效率比较低,而且对太阳能的利用率比较低。

二:TiO简介21:TiO2特性纳米TiO2作为一种新型的功能材料,是目前应用最广泛的一种纳米材料。

纳米二氧化钛具有粒径小、吸收紫外光能力强以及良好的随角异色、光催化和抗菌杀毒等优点。

纳米TiO2晶体主要有锐钛型和金红石型两种晶型。

金红石型晶体则主要用于防紫外线、增强、增韧、降解有机污染物,是一种环保型产品;锐钛型晶体的主要作用有抗菌,分解有机物。

锐钛型纳米TiO2是一种新型抗菌剂,具有良好的杀菌效用、耐热性好、安全性能佳、持续性长、使用方便;在抗菌过程中可以生成具有很强化学活性的自由基,因此能有效地分解空气中多种有毒气体。

金红石型纳米TiO2具有高光催化活性,抗紫外线能力强等优点。

对长波区紫外线的阻隔以散射为主,对中波区紫外线的阻隔则以吸收为主。

2:TiO2的光催化机理当能量大于TiO2禁带宽度的光照射半导体时,光激发电子跃迁到导带,形成导带电子(矿),同时在价带留下空穴(矿)。

由于半导体能带的不连续性,电子和空穴的寿命较长,它们能够在电场作用下或通过扩散的方式运动,与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化还原反应,或者被表面晶格缺陷俘获。

纳米二氧化钛的作用

纳米二氧化钛的作用

1.纳米二氧化钛的作用a)杀菌功能用TiO2光催化氧化深度处理自来水,可大大减少水中的细菌数,饮用后无致突变作用,达到安全饮用水的标准。

b)防紫外线功能纳米TiO2既能吸收紫外线,又能反射、散射紫外线,还能透过可见光,是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。

c)对氟里昂的降解功能TiO2对于CFCl3的降解具有良好的光催化活性,用TiO2/WO3体系降解CFCl3,在100h内保持催化效率高于99.6%。

2.是否可以用作涂层添加物人们常采用的防腐措施是在金属表面涂上一层防腐涂层,以防止腐蚀介质与金属基体的直接接触,从而减轻腐蚀纳米材料表面原子数所占的比例大,表面原子周围缺少相邻的原子,具有不饱和性质,在与其他组份作用时,在两个混合相之间产生很大的作用力,将很大程度地对材料增强增韧所以,以纳米材料作为添加剂制备涂料时,就涂膜本体而言,就像复合材料一样,被显着地增强增韧,纳米材料的加入将改善涂层中颜料和填料的体积填充致密度,减少毛细管作用,提高涂层对腐蚀介质的屏蔽作用;同时,涂料的流变特性及热稳定性也得以改善.比如纳米级二氧化钛粒子常被用作涂料的助剂,用以改善涂料的流变性,提高涂层的附着力、涂膜硬度、光洁度和抗老化性能。

3.效果如何纳米材料能够提高涂层的一些性能,但是,必须严格控制其加入量,加量太多,一方面使其更难分散,从而导致其团聚量相对增多,影响其粉体与树脂的结合.另一方面,加量太少,使得没有足够纳米粉体与树脂结合,也将使其性能降低。

4.是否有这样的理论支持北京化工大学材料科学与工程学院的徐瑞芬等人曾做过方面的研究a)原材料抗菌纳米二氧化钛,实验室自制;苯-丙(BC-102)乳液;钛白粉,R-901;煅烧高岭土;立德粉;滑石粉;分散剂;消泡剂;增稠剂;成膜助剂;乙二醇,化学纯;pH调节剂,AMP-95。

b)实验室制备方法将水放入容器内,开启高速搅拌机,在低速下依次加入颜料分散剂、部分消泡剂、,AMP-95、成膜助剂,混合均匀后将纳米二氧化钛光催化剂和颜填料用筛慢慢地筛入叶轮搅起的旋涡中。

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

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

纳米二氧化钛的作用

纳米二氧化钛的作用

纳米二氧化钛是白色疏松粉末,屏蔽紫外线作用强,有良好的分散性和耐候性。

还具有很高的化学稳定性、热稳定性、超亲水性、非迁移性,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业、锂电池等。

01杀菌功能在光线中紫外线的作用下长久杀菌。

实验证明,以0.1mg/cm3浓度的锐钛型纳米二氧化钛可彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,二氧化钛光催化杀死癌细胞的效率也会提高。

对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98%以上;用二氧化钛光催化氧化深度处理自来水,可大大减少水中的细菌数;在涂料中添加纳米二氧化钛可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料,应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所,防止感染、除臭除味。

02光催化功能在日光或灯光中紫外线的作用下使二氧化钛激活并生成具有高催化活性的游离基,能产生很强的光氧化及还原能力,可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物。

03自清洁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。

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二氧化钛薄层,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二氧化碳和氧气,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。

纳米二氧化钛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

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。

催化剂纳米二氧化钛的作用

催化剂纳米二氧化钛的作用

催化剂纳米二氧化钛(TiO2)具有多种作用,主要集中在以下几个方面:
1. 光催化作用:
纳米二氧化钛在紫外线照射下具有很强的光催化活性。

当其吸收紫外光后,能产生电子-空穴对,这些载流子参与氧化还原反应,能够分解空气中的有害气体如甲醛、苯、氨气以及某些有机污染物,将其转化为无害的二氧化碳和水。

因此,纳米二氧化钛被广泛应用于空气净化、水质净化等领域。

2. 抗菌性能:
光催化作用也能有效杀灭细菌和病毒,通过生成的羟基自由基等强氧化性物质破坏微生物细胞膜和DNA结构,从而实现高效抗菌和抗病毒功能。

这种特性使得纳米二氧化钛常用于制备具有自清洁、抗菌效果的涂层材料,比如应用于建材表面、医疗设备表面处理等。

3. 紫外线屏蔽:
由于二氧化钛对紫外线有较高的反射率和吸收率,所以它是一种高效的紫外线屏蔽剂,可以添加到化妆品、涂料、塑料等材料中,保护人体皮肤或产品免受紫外线伤害,延长产品的使用寿命和提高其耐候性。

4. 新能源应用:
在能源领域,纳米二氧化钛也被研究作为光电化学电池的光阳极材料,利用其光生电荷分离的能力来转化太阳能为电能。

5. 其他功能:
还可作为催化剂载体,支持负载其他活性成分进行催化反应;同时,在某些特定条件下,纳米二氧化钛还可以表现出优异的导电性和良好的化学稳定性,进一步拓宽了其在传感器制造、环保材料、药物传递系统等方面的应用潜力。

纳米二氧化钛抗菌性的研究及应用实例

纳米二氧化钛抗菌性的研究及应用实例

纳米二氧化钛抗菌性的研究和应用实例陈梦露(西南科技大学材料学院材物0901,绵阳,621010;) 摘要:综述了纳米二氧化钛在各种不同条件下的高效的抗菌、杀菌作用,并阐述了在各种条件下的抗菌性的应用实例,并对应用此性能的新型材料的应用前景做出了展望。

纳米二氧化钛作为新型抗菌材料,具有无毒、无味、无刺激性、热稳定性、耐热性好、长效、抗菌面广和高效杀菌等的优点,对于防止疾病传播、净化环境卫生、保护人体健康具有十分重要的意义,发展前景广阔。

关键词:二氧化钛;抗菌;纳米材料;光催化The antibacterial property of nano-TiO2 research and application examplesMenglu chen(materials physics,materials science and engineering,southwest university of science and technology,mianyang,621010)Abstract: In this article,the author summarizes the different efficient antiseptic effects the nano—TiO2 has in different conditions, and elaborates the application as an antimicrobial。

Nano-TiO2 photocatalysis made in bacterial breakdown and achieve the antibacterial effect。

Nano TiO2 electronic structure characteristics of TiO2 for a full valence band and an empty the conduction band, in thewater and the air system, in the sunshine especially under the irradiation of in ultraviolet ray,when electronic energy reaches or exceeds the bandgap can,electronic from valence band arouse to the conduction band,while in valence band produce corresponding hole, in the field of electronic and under the influence of cavitation occurred separation,move to different position,particle surface in a series of chain reaction, eventually causes bacteria decomposition. Keywords:TiO2;antibacteri al;nanomaterials;photocatalytic 纳米二氧化钛是金红石型白色疏松粉末,亦称钛白粉,从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在100纳米以下,其外观为白色疏松粉末.二氧化钛有板铁矿、锐铁矿和金红石三种晶体结构,其组成结构的基本单位均是TiO6八面体,区别在于TiO6八面体通过共用顶点还是共边组成骨架,见图2—l。

二氧化钛的纳米晶片

二氧化钛的纳米晶片

二氧化钛的纳米晶片
二氧化钛的纳米晶片是一种应用于LED 导电涂层,具有耐腐蚀,高强度,优良透光和可控性优异等特点的二氧化钛微粉纳米片。

它具有独特的抗氧化性,在空气中能长期保持稳定,有效抵抗腐蚀,使用寿命长。

它的尺寸小,具有优良的光学性能,可有效反射各种波长的光,且具有良好的热稳定性,可以稳定地工作在高温环境。

二氧化钛纳米晶片具有许多优势:它不吸收多少光线,可以从短波长到长波长,甚至可以反向灰度;棱镜结构可以反射多种波长,可用于制作光学元件,以实现高精度光学系统;由于散射部分带来的紫外和可见光均一性良好,因此它可以用于光谱仪的控制器、LED 显示屏的应用和太阳能电池的控制器应用等。

二氧化钛纳米片 声动力

二氧化钛纳米片 声动力

二氧化钛纳米片声动力
二氧化钛纳米片是一种具有很多潜在应用的纳米材料。

它具有
优异的光催化、光电化学和光电子性能,因此在声动力学领域也有
着潜在的应用前景。

首先,二氧化钛纳米片在声学领域可以作为声波传感器的材料。

由于其纳米尺度的特性,二氧化钛纳米片可以更好地捕捉和转换声
波信号,因此可以用于制造更灵敏的声波传感器,广泛应用于声学
信号检测和声波通信等领域。

其次,二氧化钛纳米片也在声波驱动技术中具有潜在的应用。

声波驱动技术是一种利用声波产生机械振动的技术,可以应用于微
纳米尺度的机械装置和生物医学器械等领域。

二氧化钛纳米片由于
其纳米尺度的特性,可以更好地响应声波信号,并且具有较高的声
波能量转换效率,因此可以作为声波驱动技术的关键材料。

此外,二氧化钛纳米片还可以在声波制导和声波成像等领域发
挥作用。

由于其优异的声波响应特性,可以用于制造更高分辨率的
声波成像设备,以及用于声波制导系统中的传感器和探测器。

总的来说,二氧化钛纳米片在声动力学领域具有广阔的应用前景,可以用于制造更灵敏的声波传感器、推动声波驱动技术的发展,以及改善声波制导和成像技术的性能。

希望这些信息能够对你有所
帮助。

纳米二氧化钛纺织上的使用方法

纳米二氧化钛纺织上的使用方法

纳米二氧化钛用在纺织上,效果显著在纤维纺织成纱的过程中,为了减少经纱断头必须上浆。

我国从上世纪五六十年代开始使用的浆料PVA为高分子化合物,在自然环境中很难降解。

因此在欧洲部分国家被列为“不洁浆料”,已经被明令禁止使用。

欧盟对PVA的限制,也将是我国棉纺织品出口绿色贸易壁垒的关注重点。

开发绿色环保浆料,取代难降解的PVA是国内纺织行业一直寻求的“破壁”目标。

纳米二氧化钛(VK-T25F)用在纺织浆料里面,通过与淀粉的完美结合,提高纱线的综合织造性能,减少PVA的用量,煮浆时间短,降低了浆料成本,提高浆纱效益,也解决了PVA浆料不易退浆、环境污染等诸多问题。

纳米二氧化钛(VK-T25F)在纱线里主要是替代PVA,起到贴顺毛羽,填补缺口,润滑的作用。

纳米二氧化钛(VK-T25F)用在纺织浆纱的程序:1、调浆过程应保持原有的粘度2、浆纱机的参数保持稳定。

3、先将纳米粉体分散成20%的液体(A)3、纳米二氧化钛粉体的用量:按淀粉重量的1.5-3%(这里的淀粉重量=原来淀粉量+代替PVA的淀粉量)4、纯棉上浆中用等量的淀粉代替掉PVA,其他组份不变。

5、调浆时适当往调浆桶中加入规定量的水,然后摇匀液体(A)浆料助剂.6、加入规定量淀粉,中速搅拌十分钟后再投入其他原材料。

7、升温煮浆,常压闷浆30分钟或高压闷浆20分钟。

备注:32支纱每桶浆用液体(A) 2公斤,40支纱每桶浆用液体(A) 3公斤,60支纱保留5公斤PVA,其他PVA用等量淀粉代替掉,用液体(A)3.5公斤。

如果浆料配方中有液体聚丙烯酸酯浆料,应在浆料升温到50℃以后再加入此纳米助剂。

添加量:900公斤浆 + 2~ 8公斤液体A含有纳米二氧化钛(VK-T25F)的纺织浆料的特点:1、在中细号纯棉品种织物的上浆中,能够大幅度取代甚至完全取代PVA浆料,1 kg纳米浆料能取代15 kg左右的PVA浆料。

在T/C品种上能部分或完全取代PVA 浆料。

二氧化钛

二氧化钛

白色粉末
白色粉末
晶型
金红石含量% 粒径(nm) 干燥减量% 灼烧减量% 表面特性 PH 比表面积(m2/g) 重金属(以Pb计)%
金红石型
99 20-50 1 ####### 亲水性或亲油性 6.5-8.5 80-200 0.0015
锐钛型
-15-50 1 10 亲水性或亲油性 6.5-8.5 80-200 0.0015
1.1.等离子体法 等离子体法是通过激活载气携带的原料形成等离子体,再加 热反应生成超微粒子的方法。以TiCl4为原料,氢气为载气,氧 气为反应气体,应用频率为2450MHz的微波诱导可合成有机膜 包裹的TiO2[4]。1992年,日本东北大学采用等离子体(ICP)喷 雾热解法以Ti的氯化物为原料制得了Ti的氧化物的超微粉。等离 子体喷雾法是利用等离子体喷枪能产生50000K高温的特点,将 这种喷枪的喷出物急骤冷却而生成纳米级的超微粒子 1.2.水解法 水解法主要是利用金属盐在酸性溶液中强迫水解产生均匀分 散的纳米粒子。已有报道,在硫酸根离子和磷酸根离子存在条件 下,用20min到两周左右缓慢地加水分解氯化钛溶液时可得到金红 石型纳米TiO2[5]。水解法又可以分为很多种,以下是几种常见的 水解法: 1.2.1.TiCl4氢氧火焰水解法 该法是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水 解,其化学反应式为: TiCl4(g)+2H2(g)+O2(g)→TiO2(s)+4HCl(g) 这种工艺制备的粉体一般是锐钛型和金红石型的混合型产品,纯 度高、粒径小、表面积大、分散性好、团聚程度较小,但成本较 高[4]。
砷(As) W% 铅(Pb) W% 汞(Hg) W%
0.0008 0.0005 0.0001

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

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

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环境健康和生态毒理效应

二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应
特点:纳米材料由于尺寸较小,化学构成和表面结构特殊,因此具 一系列不同于传统材料的特殊的物理化学性质。
二、 纳米TiO2 的性质及应用 1、纳米TiO2 的分类
纳米Ti02 是一种重要的半导体金属氧化物,通常存在3种晶体式:锐钛 矿型(Anatase)、金红石型(Rufle)和板钛矿型(Brookite) 。
纳米TiO 2对肺部的损伤
Bermudez 等(2004)将小鼠、大鼠和豚鼠暴露在10mg·m 的超 细TiO 2 (21nm)粉尘中,发现TiO 2 颗粒在3种实验 动物肺内的沉积率分别为45%、57%和3%,肺泡 灌洗液内巨噬细胞和嗜中性粒细胞数量明显升 高;病理学结果显示大鼠肺中出现纤维化现象且 上皮细胞增殖,而小鼠和豚鼠的肺则较正常,说明 不同种属的动物对纳米TiO 2 :颗粒的敏感性具一 定的种属差异性.
(1) 化妆品行业
纳米 TiO2既能吸收和散射紫外线(波长200-400nm),又能透过可 见光,加之可以随意着色,价格便宜,且刺激性小,因此成为防晒系 列化妆品行业中最重要和用量最大的无机添加剂 。
。 产品功效:美白,修正偏黄肤色 保水保湿,减缓衰老
主要成分:蚕丝渍,VE,纳米TIO2
(2) 废水处理和空气净化 活性1剂)、、染废料水、处含理氮:有纳机米物Ti0、2 有可机将磷水杀中虫的剂烃等类较、快卤地代氧物化、为羧C酸O、和表面 H2o等无害物质,是饮用水及工业污水深度处理中很有前途的水处理 技术。 2)空气净化 :在暖气、空调和制冷系统中加入纳米Ti02能够消灭、 分解或清除室内装饰材料释放的甲醛、氨气和苯 等以及大气环境 中常见的氮氧化物和硫氧化物,有效净化室内空气,促进人体健康。
纳米TiO 2 的皮肤渗透性
皮肤可以阻挡外源性物质的入侵,是保护机 体的重要屏障系统.对于纳米颗粒,采用 一定的处理方式增加它们的脂/水分配系 数后,完全有可能通过简单的扩散或渗透 方式穿过皮肤进入体内.
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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。

抗菌纤维可制作医疗用品等,还可生产抑菌除臭的保健纺织品、卫生纺织品等,以提供安全有效的保健功能。

TiO2光催化技术工艺简单、成本低廉,利用自然光、常温常压即可催化分解病菌和污染物,具有高活性、无二次污染、无剌激性、安全无毒、化学稳定性和热稳定性好等特点,是最具开发前景的绿色环保催化剂之一。

采用纳米TiO2光催化剂处理有机废水,能有效地将水中的卤化脂肪烃、卤代芳烃、硝基芳烃、多环芳烃、酚类、染料、农药等进行除毒、脱色、矿化,最终降解为二氧化碳和水,目前这方面的研究已取得进展,光催化降解污水将成为有效的处理手段。

利用金红石型纳米二氧化钛的紫外线屏蔽优异性和高耐候性,以及光催化效应来降解氧化物(NOX)、硫氧化物(SOX)等,还可以有效地治理工业废气、汽车尾气排放所造成的大气污染,其原理是将有机或无机污染物进行氧化还原反应,生成水、二氧化碳、盐等,从而净化空气。

研究结果显示,纳米二氧化钛光催化空气净化涂料、陶瓷等材料在消除氮氧化物等方面的应用具有良好的前景。

此外,纳米二氧化钛在磁性材料、浅色导电材料、气体传感器、湿度传感器等领域已得到很好的应用。

随着应用研究的深入,它的应用领域必将越来越广泛。

目前,国内纳米二氧化钛的生产和应用尚处于初级发展阶段。

笔者认为,这一领域的研究应从扎实的基础理论研究开始,提倡多学科联合,向纵深高层次发展,使之具有更广阔的应用领域。

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