余斌二氧化钛光催化涂层及自清洁材料应用(ppt)
新型光触媒活性涂层材料开发及应用示范
新型光触媒活性涂层材料开发及应用示范新型光触媒活性涂层材料是近年来兴起的一种环境保护技术，通过光触媒的作用，可以在阳光照射下将有害物质转化为无害物质，从而能够有效地净化空气和水质，达到环境保护和健康促进的目的。
本文将从新型光触媒活性涂层材料的开发、应用示范两个方面进行展开。
一、新型光触媒活性涂层材料的开发1. 光触媒的概念与原理：光触媒是一种能够利用光能进行催化反应的材料，通常是以二氧化钛（TiO2）为基础。
当光照射到光触媒表面时，光子的能量被吸收，激发电子跃迁到导带，产生自由电子和正空穴对。
这种过程形成了一个电化学势梯度，有利于催化反应的进行。
通过阳光的作用，光触媒能够将空气中的有害物质（如甲醛、苯等有机物）转化为CO2和H2O，并将水中的细菌、病毒等有害微生物消灭。
2. 提高光触媒活性的方法：为了提高光触媒活性涂层的效果，科研人员采取了一系列改进措施。
首先，通过改变光触媒的晶型和物相结构，可以提高光催化活性。
其次，通过控制光触媒的表面形貌和表面性质，可以提高光催化的效果。
例如，采用纳米结构和多孔结构的光触媒活性涂层，能够增大光触媒的比表面积，提高光催化反应的速率。
此外，还可以通过掺杂和复合等技术，将其他元素和材料引入光触媒中，进一步提高其活性。
3. 材料表面稳定性的提高：由于光触媒活性涂层处于常温常压下工作，其表面容易受到污染和氧化等因素的影响，导致活性下降。
因此，为了提高材料的表面稳定性，科研人员研究了一系列方法。
例如，采用光降解剂和保护剂等添加剂，可以减轻光触媒表面的损害和活性降低。
此外，还可以采用表面修饰和涂层技术，形成保护层，提高光触媒的稳定性和使用寿命。
二、新型光触媒活性涂层材料的应用示范1. 家庭用途：新型光触媒活性涂层材料可以应用于家庭的室内装饰材料和家居用品中。
例如，可以将光触媒活性涂层应用于墙面涂料、地板、家具等表面，用于净化室内空气，降低甲醛等有害物质的浓度，并有效抑制细菌和病毒的繁殖。
二氧化钛光催化涂层的制备与表征的开题报告
二氧化钛光催化涂层的制备与表征的开题报告
一、研究背景和意义
光催化技术是一种环保高效的新能源利用方式，可以将太阳能转化为有用的化学能，
实现无废水排放、无二次污染的目标。
二氧化钛光催化涂层是一种广泛应用的光催化
材料，具有较高的光催化活性和化学稳定性，可以在水、空气等各种环境中处理废水、净化空气等。
因此，深入研究二氧化钛光催化涂层的制备与表征方法具有重要的科学
意义和应用价值。
二、研究内容和方法
本研究的主要内容是通过溶胶-凝胶法制备二氧化钛光催化涂层，并利用XRD、SEM、UV-vis等工具对其进行表征和分析，探究不同合成条件对涂层形貌、晶体结构和光催
化性能的影响。
具体研究方法如下：
1. 制备不同条件下的二氧化钛溶胶，并通过控制水解速率、温度等参数调节溶胶的成
分和结构；
2. 利用溶胶-凝胶法制备二氧化钛光催化涂层，并对涂层进行热处理；
3. 采用XRD、SEM、UV-vis等工具对二氧化钛光催化涂层进行表征和分析，研究不同
合成条件对涂层形貌、晶体结构和光催化性能的影响。
三、预期成果和意义
本研究将通过对二氧化钛光催化涂层的制备和表征，深入探究其光催化性能和光催化
机理，为进一步改进和应用该材料提供理论和实验基础。
同时，本研究还将通过探究
不同制备条件下的光催化性能差异，为优化光催化涂层的制备方法提供参考。
这将有
助于推动光催化技术在废水处理、大气净化等领域的应用和发展，为保护环境和发展
低碳经济做出贡献。
TiO2基自清洁粉末涂料的制备与性能研究
TiO2基自清洁粉末涂料的制备与性能研究赵玥【摘要】The author of this paper has made self-cleaning powder coating materials containing TiO2 by the evaporation method and studied the influence of various conditions on the their self-cleaning effect.The results show that with the increase of TiO2 ,the drying time of coating grad-ually increases,the water contact angle also increases,that the photocatalytic capacity of coating is the greatest when the proportion of TiO2 is 15%,and that coating with TiO2 has good self-cleaning effect on dust,oil,and coffee,and the mechanical performance can meet the general re-quirements for coating application.%利用蒸发法制备了含有 TiO2的自清洁涂料，考察了相关条件对涂层材料自清洁效果的影响。
结果显示：随着 TiO2含量的增加，涂层干燥时间逐渐提高，涂层的水接触角增大；TiO2含量为15%时涂层的光催化性能最强；含 TiO2的涂层对灰尘、油污、咖啡都具有较好的自清洁效果，其机械性能满足涂料应用的一般性要求。
【期刊名称】《唐山学院学报》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P57-60)【关键词】二氧化钛;自清洁涂料;制备;性能【作者】赵玥【作者单位】唐山学院环境与化学工程系，河北唐山 063000; 唐山市微纳米材料制备及应用重点实验室，河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】TQ635.55随着空气和粉尘污染的日益严重，城市中的建筑外墙、玻璃展示窗以及广告展示牌等正在遭受着越来越严重的侵蚀。
纳米TiO2自清洁性及其应用
纳米TiO2自清洁性及其应用201240720221刘婷应化2班摘要：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，市场对于自清洁薄膜产品的需求也日益增加，其发展前景非常乐观。
本文主要概述了纳米二氧化钛自清洁材料的机理及应用。
关键词：光催化；TiO2；自清洁；应用1 引言随着人类社会的发展，环境污染问题受到人们越来越多的关注，如何消除或减少工业生产对环境造成的污染已成为一个全球性的问题。
TiO2能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光，在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化，从空气中清除这些污染物。
该项技术具有能耗低、易操作、除净度高等特点，尤其对一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去污效果，而且没有二次污染等，成为多相光催化领域的研究热点，具有广泛的应用前景。
2 自清洁机理2.1 光催化机理TiO2是一种n型半导体材料，有强的氧化性和还原性。
在光化学反应中，以TiO2作催化剂，在太阳光，尤其是在紫外线的照射下，使TiO2固体表面生成空穴(h+)和电子(e-)。
空穴(h+)使H2O氧化，电子(e-)使空气中的O2还原，使有机物氧化为CO2、H2O等简单的无机物[1]。
光催化反应的机理模式如下:TiO2 + hγ→ e- + h+h+ + H2O →·OH+ H+e- + O2→·O2-·O2-+ H+→HO2·2HO2·→O2+H2O2H2O2+·O2-→·OH +OH-1.2亲水性机理在紫外光照射的条件下，氧化钛表面的超亲水性是由于其表面的结构变化：在紫外光的照射下，氧化钛价带的电子被激发到了导带，电子和空穴向氧化钛表面迁移，在表面形成电子空穴对，电子与Ti4+反应，空穴则同薄膜表面的桥氧离子反应，分别生成Ti3+和氧空位，空气中的水分子与氧空位结合形成表面羟基,形成物理吸附水层,其表面就会有极强的亲水性,与水的接触角减小到5°以下,甚至水滴可以完全浸润二氧化钛薄膜表面，薄膜具有的这种性质称为超亲水性。
光催化材料简介PPT课件
对于环境问题，半导体光催化是有希望的技术，可以大量的应用于
环境保护，例如，空气净化，有毒废水处理，水的净化等。
8·
可编辑
什么是光催化
光催化剂（一般为半导体材料）在光(可见光或者紫外光)的照 射下，通过把光能转化为化学能，从而具有氧化还原能力， 使化合物（有机物、无机物）被降解的过程称为光催化。
可编辑
2.4
O2/H2O (E=1.23eV)
2.0
绝大部分只能吸
收不到5％的太
3.0
阳光(紫外部分)!
1
4
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常见的光催化材料
photocatalyst Ebg（eV）
ZnO在水中不稳定，会在 粒子表面生成Zn(OH)2
photocatalyst Ebg（eV）
Si
1.1
TiO2（Rutile)
NaO
Br O
Br O NaO
解决方法：
贵金属沉积 复合半导体 离子掺杂修饰 有机染料光敏化
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贵金属沉积
沉积Ag后的TiO2光催化性能
金属离子可捕获导带中的 电子，抑制电子和空穴的 复合，但是掺杂浓度过高 ，金属离子可能成为电子 空穴复合中心。金属离子 的掺杂浓度对TiO2光催化 效果的影响通常呈现抛物 线关系。
27
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应用领域：废水处理、汽车尾气处理、降解空气中的有 害有机物、有机磷农药等
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TiO2光催化剂的优点
1.水中所含多种有机污染物可被完全降解成CO2，H2O等， 无机污染物被氧化或还原为无害物
2.不需要另外的电子受体
3.具有廉价无毒，稳定及可重复利用等优点
二氧化钛自清洁涂料
3.2 应用现状&问题
光催化活性与涂层透明性之间的平衡问题。
考虑建筑外观，自清洁涂层的透明性越高越好； 透明性越高，涂层的光催化自清洁性越差，二者相互矛盾； 纳米 TiO2分散问题，机械研磨会降低纳米 TiO2粒子的光催化活性。
ห้องสมุดไป่ตู้
涂层附着问题。
由于纳米 TiO2粒子具有光催化活性，通常选择具有耐光解的无机粘结剂，这样就与有机涂层 的结合力差。 另外，为了提高涂层的粘结性，粘结剂越多，纳米 TiO2粒子包埋越严重，涂层的光催化活性 越低。
通常采用 TiO2溶胶、SiO2溶胶，或者苯丙聚合物、聚乙烯醇聚合物、纯丙聚合物，作为 TiO2 纳米粒子粘结剂。
文献有报道，但真正在市场上销售的产品很少。
福建名谷科技有限公司有一款与建筑涂料相配套的自清洁涂饰剂产品，在真石漆、石材等粗糙 表面具有较好的附着力和自清洁特性。到目前为止，尚未有用于高光泽漆膜表面的自清洁涂饰 剂产品面市。
TiO2在光照下可转化成超双亲表面，使污染物与 TiO2表面紧密接触，提高光催化 分解效率，同时也有利于雨水对污染物的冲刷。
1.3 TiO2自清洁涂层
基于 TiO2材料的自清洁涂层有两类：
纯无机 TiO2涂层。
物理气相沉积法(PVD)、溶胶–凝胶法、 化学气相沉积法(CVD)和原子沉积技术(ALD)等。
1.1 背景
“自清洁涂料”
我国空气质量普遍较差且各地污染情况各不相同，雾霾、沙尘、酸雨等时常 侵蚀我们的环境，这就对外墙涂料的抗污性提出了更高的要求。 自清洁涂层能够使表面污染物或灰尘颗粒在重力、雨水、风力等外力作用下 自动脱落或通过光催化降解而除去，具有节水、节能、环保等优点，在建筑、 交通、新能源等行业具有重要的应用前景。
二氧化钛光催化抗菌材料的研究与应用
氧化钛光催化抗菌材料的研究与应用摘要：本文主要介绍了二氧化钛（TiO2 ）光催化材料的基本结构、特点、抗菌机理、杀菌原理、以及提高其杀菌性能的方法。
尤其是作为抗菌剂在各个领域中的应用。
并对其在生活中的一些应用前景作了简要评述。
关键词：二氧化钛抗菌材料光催化应用随着社会的发展、科技的进步、文化水平的提高，人们的健康的意识也随之加强。
大多疾病是由细菌、霉菌等作为病原菌侵入人类和动植物发生的一系列反应而引起的，影响人们的健康，甚至危及生命，微生物还会引起各种工业材料、食品、化妆品、医药品等分解、变质、劣化、腐败，带来重大的经济损失，因此，具有杀菌和抗菌效应的商品越来越受到人们的关注。
一般来说，抑制细菌增强和发育的性能称为抗菌，杀死细菌或接近无菌状态的性能称为杀菌，具有抗菌或杀菌功能的材料通称为抗菌材料。
人工合成的抗菌材料可分为无机和有机两大类，由于有机类抗菌材料存在抗菌性较弱，耐热性、稳定性较差，自身分解产物和挥发物可能对人体有害，不适合用于高温加工等缺点，限制了其使用，并逐渐被无机类的抗菌材料所替代[1]。
传统的无机类抗菌剂由银、铜、锌等金属离子担载于沸石、磷酸错、易熔玻璃、硅胶、活性炭等载体组成。
近年来，以二氧化钛为代表的光催化材料得到了广泛的研究，由于Ti0 2 光催化抗菌材料作用效果持久，并且二氧化钛本身价廉、无毒、化学稳定性好[2]，利用太阳光、荧光灯中含有的紫外光作激发源就可具有抗菌效应，并且具有净化空气、污水处理、自清洁等光催化效应，其抗菌过程简单描述为：二氧化钛在大于禁带宽度能量的光激发下，产生的空穴或电子对与环境中氧气及水发生作用，产生的活性氧等自由基与细胞中的有机物分子发生化学反应，进而分解细胞并达到抗菌目的[3]。
此外，这些活性氧基团不仅能迅速、彻底杀灭细菌，还能降解内毒素等细胞裂解产物、其它有机物及化学污染物，使之完全矿化，具有其它抗菌材料不可比拟的优点[4-9]。
在抗菌方面展示了广泛的应用前景，已成为新一代的无机抗菌净化材料。
纳米二氧化钛光催化材料ppt课件
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光催化反应是光和物质之间相互作用的多种方式之一，是光反应和催化反应 的融合，是光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。
纳米TiO2是一种新型的无机金属氧化物材料，它是一种N型半导体材料，由
于具有较大的比表面积和合适的禁带宽度，因此具有光催化氧化降解一些化合物
的能力，纳米TiO2具有优异的光催化活性，并且价格便宜，无毒无害等优点因此
H+VB
hv
TiO2
复 合
3.2 3.6
3.8
-1 ENHE
CdS
ZnO
TiO2 SrTiO3
0
Fe2O3
WO3
1 Si
2 ZnS
3
SnO2
H +/H 2
O 2/H 2O
4
.
各种常用半导体的能带宽度和能带边缘电位示意图（pH = 0）
.
➢常见的光催化材料
photocatalyst Ebg（eV）
ZnO在水中不稳定，会在 粒子表面生成Zn(OH)2
导带
Ec Ed
Ev
价带
N型半导体的能级
导带
Ec
Ea Ev
价带
P型半导体的能级
.
P型半导体中电子转移示意图
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光催化剂二氧化钛ppt课件
焙烧温度的影响
通常情况下，焙烧温度的提高会导致催化活性的降低，
因为焙烧温度会对TiO2的表面产生影响。随着焙烧温度的 提高，比表面积减少，表面吸附量有明显的减少趋势，并
且焙烧温度升高到一定程度时会引起锐钦矿型TiO2向金红 石型TiO2转变，这是导致其光催化性能下降的主要原因。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的，是 时间的 函数，随时间 的推移 而增值，其增值 的这部 分资金 就是原 有资金 的时间 价值
具体来说: 在光照下，如果光子的能量大于半导体禁带宽度，其 价带上的电子（e-）就会被激发到导带上，同时在价 带上产生空穴（h+）。激发态的导带电子和价带空穴 又能重新合并，并产生热能或其他形式散发掉。当催 化剂存在合适的俘获剂、表面缺陷或者其他因素时， 电子和空穴的复合得到抑制，就会在催化剂表面发生 氧化—还原反应。价带空穴是良好的氧化剂，导带电 子是良好的还原剂，在半导体光催化反应中，一般与 表面吸附的H2O，O2反应生成氧化性很活波的羟基自 由基（•OH）和超氧离子自由基（•O2-）。能够把各 种有机物氧化直接氧化成CO2、H2O等无机小分子，而 且因为他们的氧化能力强，使一般的氧化反应一般不 停留在中间步骤，不产生中间产物。
HO·能与电子给体作用，将之氧化， 矿能够与电子受体作用将之还原， 同时h+也能够直接与有机物作用将 之氧化：
化多种有机物并使之矿化，通常认为
是光催化反应体系中主要的氧化剂。
光生电子也能够与O2发生作用生成 HO2·和O2-·等活性氧类，这些活性氧 自由基也能参与氧化还原反应。该过
程可用如下反应式表示：
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的，是 时间的 函数，随时间 的推移 而增值，其增值 的这部 分资金 就是原 有资金 的时间 价值
纳米二氧化钛涂料ppt课件
这一性能可以也应 用到防紫外线化妆 品(UV )
新型汽车TiO2涂料应用
纳米TiO2粒子添加 在轿车用金属闪光 面漆中,能使涂层产 生丰富而神秘的色 彩效果。纳米粒子 除提高轿车漆装饰 效果外,由于其具有 吸收紫外线的效应, 可明显提高轿车漆 的耐候性。
纳米二氧化钛用于造纸填料
纳米二氧化钛作为纸张填料，主要用 在高级纸张和薄型纸张中，用纳米TiO2作 填料的纸张更均匀、平整，吸油值高。此 外将纳米TiO2添加到化学纤维中，可以制 成耐光的亚光高白纸，以及色彩鲜艳的有 色纸，并且可以达到抗紫外线的效果。
纳
纳米二氧化钛涂料的简介
米
二
氧
化
纳米二氧化钛涂料的性能
谢谢大家！
1、降解室内外空气的有害有机物。 2、处理石油污。 3、降解农药。 4、抗菌作用。
纳米二氧化钛作为太阳能电池光 电极材料
由于太阳能电池的良好的应用价值。使 其研究越来越受到科研人员的重视。纳米 TiO2半导体用于太阳能电极材料的优势在 于其具有较大的禁带宽度和稳定的耐光腐 蚀性。
研究人员通过各种方式例如半导体复 合掺杂、过渡金属离子掺杂、非金属离子 掺杂、导电高聚物掺杂以及贵金属沉积掺 杂等方式，扩展其对可见光的吸收范围， 提高光电转换效率，使纳米TiO2太阳能得 到广泛开发和应用。
用于抗菌型陶瓷品， 该产品在光照射下 能完全杀死表面细 菌；其在微弱光下 亦有抗菌性能。
纳米二氧化钛涂料在玻璃的应用
具有自洁、易清洗、抗菌、除臭、防污、防雾 等功能
纳米二氧化钛涂料油墨的应用
无毒无害，与涂料、油漆、油墨原料有极好的相 容性。
造纸工业中，能提高易打印性和不渗透性。
钛白粉在涂料中的应用.正式版PPT文档
三、钛白粉分散性因素
分散性——又称研磨分散性或研磨润湿性 分散、团聚、最低能量原理 金红石型钛白粉解决分散性问题主要是对其进 行有机表面处理
10
影响因素： 影响钛白粉分散性的因素很多，主要有：粒径
大小、比表面积、表面自由能、表面电荷、PH、 极性、表面吸附状态等表面性质有关，也与展 色剂的性质有关。分散性的好坏不仅影响钛白 粉的消色力、遮盖力等指标，而且也影响涂料 成膜后的光泽和耐侯性能。在涂料生产中，研 磨分散时直接影响研磨分散时间，是涂料生产 中重要的经济指标，而且研磨时间过长还会增 加新的设备污染，使产品白度变差。
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全球钛白生产商、能力与市场占有率
1880 涂料配方设计中
选择钛白粉考虑的因素
主要牌号为：PTA121、PTA120 蒋彬是卖钛白粉的，我得让更多的人知道；
19g/100g ，RM-1、RS-1型钛白粉在分散性上也有突出的表现 二氧化钛的本身具有光化学活性
应用于涂料工业时，基于锆、铝的无机表面处理使得其在水性和溶剂性涂料体系内均有良好的相容性，确保了它在不同的涂料应用中
钛白粉在涂料中的应用
1Leabharlann 乔.吉拉德是卖汽车的，地球人都知道；
蒋彬是卖钛白粉的，我得让更多的人知
道； 这是我不懈的追求，正是这个信念，我
投身于钛白这个行业，才有机会与各位 涂料界的老师们，在今天相约美丽的西 子湖畔，与大家共渡这美好的一天。
2
钛白
涂料
3
涂料配方设计中 选择钛白粉考虑的因素
➢ 1、颜色因素 ➢ 2、遮盖力因素 ➢ 3、着色力因素 ➢ 4、吸油量因素 ➢ 5、化学组成因素
5、晶型结构不同，遮盖力也不一样，金红石型二氧化钛的折射率比 锐钛型二氧化钛大，所以金红石型二氧化钛的遮盖力高于锐钛型二氧化 钛。
纳米二氧化钛光催化涂层及共27页
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
纳米二氧化钛光催化涂层及
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
二氧化钛半导体材料在环境催化与太阳能利用领域的研究进展模板PPT教案
2.2、污染物的处理方法简介
• 1972年，Fujishima 在 n-型半导体TiO2电极上发现了水的光催化 分解作用，从而开辟了半导体光催化这一新的领域。
• 1977年，发现光照条件下，TiO2对丙烯环氧化具有光催化活性， 拓宽了光催化应用范围，为有机物氧化反应提供了新思路。
• 在缺乏合适的电子或空穴捕获剂时，吸收的光能因为载流子复 合而以热的形式耗散。
• 价带空穴是强氧化剂，而导带电子是强还原剂。大多数有机光 降解是直接或间接利用了空穴的强氧化能力。
• 普通的氯代烃异相催化完全降解成CO2和无机物的一般化学式如下:
2.3、光催化的基本原理
3、光电化学过程中的主要动力学
• TiO2是一种半导体氧化物，化学稳定性好(耐酸碱和光化学腐蚀) ，无毒，廉价，原料来源丰富。
• TiO2在紫外光激发会产生电子－空穴对，锐钛型TiO2激发需要3.2 eV的能量，对应于380 nm左右的波长。
• 光催化活性高(吸收紫外光性能强；能隙大，光生电子的还原性和 和空穴的氧化性强)。
• 广泛应用于水纯化，废水处理，有毒污水控制，空气净化，杀菌 消毒等领域。
2.3、光催化的基本原理
4、光生空穴的氧化作用
• 氧化反应既可通过表面键合的羟基自由基(TiOH·+，表面-OH捕获 空穴形成)而间接发生，
• 也以在微粒内部或表面捕获价带空穴之前，氧化反应与价带空穴 直接发生。
• 在光催化降解芳香族卤化物时，中间物是其羟基化产物的结果表 明，在TiO2体系中，羟基自由基是其主要的氧化剂。
蔬菜基地菜农不吃大棚菜
1.2 环境问题
1.3 出路与对策