纳米TiO2自清洁材料的研究进展
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Ｔｉ 面剥 离下 来 。 自然 光 中的 紫外 线 足 以维 持 Ｏ 表
１ ２ 亲水 性机 理 ．
在通 常 情况 下 ， 氧化 钛 薄 膜表 面 与水 有较 大 二 的接 触角 ， 当 Ｔｉ 表 面 受到 紫 外线 照射 时 ， 氧 但 Ｏ 二
化钛 的价 带 电子 被激 发到 了 导带 ， 别 生成 ＴＩ 和 分 ３ 十 氧空 位 ， 气 中的水 分 子 与氧 空 位键 合 形 成 表 面羟 空 基 ， 成物 理 吸 附 水 层 ， 表 面 就会 有 极 强 的 亲 水 形 其 性 ， 水 的 接 触 角减 小 到 ５ 以下 ， 至 水 滴 可 以完 与 。 甚
技 术逐 渐趋 于成熟 ， 而 给这 种 新 材 料 的研 制 开发 从 创 造 了很好 的机会 。Ｔｉ 的光催化 特 性 自 ２ 世 纪 Ｏ ０
ｈ ＋ ＯＨ一 ・ＯＨ
ｈ ＋ Ｈ２ ・ＯＨ ＋ Ｈ Ｏ—
・
７ Ｏ年代 由 日本 东 京 大 学 的藤 岛 昭 教 授 首 次发 现 以来 ， 到 了广 泛 的研 究和应 用 。特别 是 纳米 Ｔ Ｏ 得 ｉ：
器下 时 ， 污渍 几乎 可被完 全 降解 。徐 阳等口 采用 射
频溅 射法制 备 了负载 有 Ｔｉ 的纯棉 抗 菌 自清 洁织 Ｏ
物 ， 织物 的抗菌效 果好 ， 此 而且抗 菌性 在织物洗 涤下
面光 滑平整 ， Ｔｉ 米 颗粒 形 成 ， 颗 粒 大小 为 由 Ｏ 纳 其 ５ ～ １０ｎ ０ ０ ｍ。在 太 阳光 的作 用下 Ｔｉ 层 自洁净 Ｏ 涂
电子 （一 就 可 以被 激 发跃 迁 到导 带 ， 价 带上 产 生 ｅ） 在 相 应空穴 （ ） 二 氧化钛 表面 空穴 （ ） ｈ ， ｈ 可与表 面 上
灯、 窗玻 璃上 ， 以 除 去 空 气 中 的细 菌 和 有 机 污 染 可
物； 经纳米 Ｔｉ 。 载 的抗 菌 陶瓷 用 品是 医 院 、 馆 Ｏ 负 宾
卫生 设 施 抗 菌 除臭 的理 想 材 料 ； 纳 米 Ｔ Ｏ 将 ｉ 。掺 入
２１ ０ ０年 第 １ 期 Ｏ ・７ ・ ３
《 新技 术新 工艺》・ 热加 工工 艺技术 与材 料研 究
建筑涂料 中 ， 以提 高 涂料 的防 水性 ， 可 防沾 污性 ， 而 且对人体 和环 境无 任何 损 害 。将 纳 米 Ｔｉ 膜 用 于 ０ 建筑材料 表 面 时 ， 使 建 材 表 面 具 有 净 化 空 气 、 可 杀 菌、 除臭 、 防污 等环 保 功能 ， 大节省保 洁 费用 。 大
了世 界第一 块 应 用 型 自清 洁玻 璃 ， 已推 广 应 用 。 并 该公 司主要 采 用热 解 Ｃ Ｄ 法 ， 产 品 的光 诱 导 超 Ｖ 其
亲水性 和光催 化能 力 都 比较 好 ， 有效 清 除 无机 有 在
下， 织物 中的纳米 二氧化 钛产 生光催 化作用 ， 具有排 除灰 尘 、 味 、 菌 、 气 细 色泽 污 迹及 分 解 有 害有 机 物质
自清洁材 料 （ ｅｆ ｌａ ｉｇ ｍａｅｉｌ） 指 在 自 Ｓ ｌ ｃ ｎｎ ｔｒ ｓ 是 —ｅ ａ
的 Ｈ Ｏ发 生作用 ， 生成 具有 极强 氧化 能力 ・ ＯＨ 高
活性 基 团。其过程 如下 ：
Ｔｉ ＋ ｈ ｅ ｏ２ — 一＋ ｈ
然条件 下能保 持 自身 清 洁 的材 料 ， 料本 身 具 有 除 材 臭、 菌、 抗 抗霉 、 防污 等 多重 功 能 。光 催 化材 料 制备
２ Ｃｏｌｇ ｆＭａ ｅｉｌ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒｎ ． ｌ ｅｏ ｔｒａｓＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ，Ｂｅ ｉｇ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＣｈ ｍｉａ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂｅ ｉｇ １ ０ ２ ｅ ｉｎ ｉｅｓｔ ｏ ｅ ｃｌＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｊ ｙ ｉｎ ０ ０ ９，Ｃｈｎ ） ｊ ｉａ
ＬＩ ａｑ ， ＣＡ Ｏ ｎｂ ｎ ， Ｗ Ａ Ｎ Ｇ ｅ Ｕ Ｔ ｉｉ Ｂｉ ｉ Ｃｈ ｎ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｄｅ ｅ ｏ ｓ ａ ｃ ｖ ｌｐｍ ｅ ｎ Ｎａ ｏ Ｔｉ ｅ ｆｃｅ ｎｉ ａ ｅ ｉ ｌ ｎｔｉ ｎ Ｏ２Ｓ ｌ－ ｌａ ｎｇ Ｍ ｔｒａ ｓ
（ ． ｓａｃ ｎ ｅ ｆＥ ｏ ｔｒａ ，Ｂ ｉｎ ｎ ｔ ｕ ｅｏ ｔｏ ｈ ｍｉ ｌＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｅ ｉｇ １ ２ １ １ Ｒｅｅ ｒｈ Ｃｅ ｔｒｏ ｃ ｍａ ｅｉｌ ｅｊ ｇＩ ｓｉ ｔ ｆＰｅｒ ｃ ｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂ ｒｎ ０ ６ ７，Ｃｈｎ ； ｉ ｔ ａ ｉａ
２ 自清 洁 材 料 的研 究 及 应 用
在 室 内环 境 净 化 研 究 中 ， 用 纳 米 Ｔ Ｏ 利 ｉ 的光
催 化性 和超亲水 性 ， 纳米 Ｔ Ｏ 将 ｉ 负 载在 墙 纸 、 日光
应 。具体机 理如下 。 纳米二 氧化钛 为 ｎ 一型 半导 体 ， 理论 上 讲 ， 从 只 要半 导体吸 收的光 能 不 小 于其 禁 带 宽度 ， 带 上 的 价
机灰 尘的 同时 ， 持 着永 久 的 自清 洁性 。我 国是 关 保
如 甲醛等 物质 的功 能 。忻 浩 忠 等［ １ 用 温 和 的 酰 采 化剂 （ 丁二 酸酐 ） 处理 羊 毛 ， 过羧 基 使 羊毛 表 面功 通
能化 ， 附更 多 的 二 氧 化 钛 ， 制 得 自清 洁羊 毛 织 吸 可 物 。若 整理 后的 羊 毛被 红酒 沾 污 ， 露 于 日光模 拟 暴
注 自清洁玻 璃 比较 早 的 国家 ， 家 国［ 、 修 建［ 、 余 ２赵 ］ ３ ］
王玉 霞［ 等对 自清洁玻 璃 的制备 、 征 、 ４ 表 改性 等做 了 大量 的研究 。余 家 国ｌ 采 用 Ｓ ｌ ｌ 艺 在 玻璃 表 ２ ｏ— 工 Ｇｅ
面制得 了均匀 透 明 的 Ｔｉ 光 催化 涂 层 。该 涂 层 表 Ｏ
摘 要 ： 由于 自洁净 材料具 有光催 化 、 自清 洁 、 菌等功 能 ， 们对 光催 化 自洁净材 料 的研 究 日益 关 抗 人 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 ： Ｏ ； Ｔｉ 自清 洁 ； 催 化 光 中图分类 号 ： ４９ ＴＧ ７ ． 文献标 志码 ： Ａ
的活性 高 、 稳定 性好 、 续作用 时 间长 以及对环 境无 持 害 ， 成 为近年新 材料 领域 的研 究 热点 。 更 自洁性 纳 米 Ｔ Ｏ ｉ 不 仅 具 有 良好 的 双 亲 和 性 ，
ＯＨ 基 团是具 有极 强氧化 还原 能力 的高活 性
基 团， 反应 能为 ４ ２ ８ＭＪ ｍｏ， 于有 机 化 合 物 中 ０ ． ／ ｌ高
纳米 Ｔｉ Ｏ２自清 洁材 料 的研 究进展
刘 太 奇 操 彬 彬 。 王 晨 ， ，
（ ．北 京 石 油 化工 学院 环 境 材 料 研 究 中心 ， 京 １ ２１ ；２ １ 北 ０ ６ ７ ．北 京 化 工 大 学 材 料 科 学 与工 程 学 院 ， 京 １ ０ ２ ） 北 ０ ０ ９
Ａｂ ｔ ａ ｔ： ｌ— ｌａ ｉ ｇ ｍ ａ ｅ ｉｌ ｖ ｔｒ ｃｅ ｕ ｈ ａ ｔ ｎｔｏ ｉ ｒ ｃ ｎ ｙｅ ｒ ｅ ｔ ｈ ｉ ｕ ｑｕ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｕｃ ａ ｓｒ ｃ Ｓｅｆｃｅ ｎ ｎ ｔ ｒａ ｓ ｈａ ｅ ａ ｔ ａ ｔ ｄ ｍ ｃ ｔｅ ｉｎ ｎ ｅ ｅ ｔ ａ ｓ ｄｕ ｏ ｔ ｅ ｒ ｎｉ ｅ ｈ ｒ ｃｅ ｓ ｓ ｈ ｓ ｐｈ ｏｃ ｔ ｌ ｔｃ ｓ ｌ－ ｌａ ｎ ｎ ｎ ｉ ａ ｔ ｒａ ｆｅ ｔ ． Ｔ ｈ ｖｅ ｖ ｅ ｏｆｔ ｅ ｈ ｎｉｍ ｎ ｐ ｉａ ｉｎｓｏｆｎａ ｏ ｔｔ ｎｉｍ — ｏｔ ａ ａｙｓｉ ， ｅｆｃｅ ｎｉｇ ａ ｄ ａ ｔｂ ｃ ｅ ｉｌｅ ｆｃ ｓ ｅ ｏ ｒ ｉｗ ｈｅｍ ｃ ａ ｓ ａ ｄ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｎ ｉａ ｕ ｄｉ ｏ ｉ ｅ ｓ ｌ－ ｌａ ｎ ｍ ａ ｅ ｉｌ ｅ ｅ ｐｒ ｓ ｎ ｅ ｘ ｄ ｅｆｃｅ ｎｉｇ ｔ ｒａｓ ｗ ｒ ｅ ｅ ｔ ｄ， ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｅ ｃ ｔ ｔ ｓ ｎ ｗ ｖｅｏ ｎ ｈ ｒ ｓ ａｒ ｈ ｓ ａ ｕ ａ ｄ ｎｅ ｄｅ ｌ ｐｍ ｅ ｆ ｓ ｌ－ ｌａ ｎ ａｔｒａｓ ｎｔｏ ｅｆｃｅ ｎｉｇ ｍ ｅ ｉｌ ｗｅ ｅ ｒ ｍ ａｎｌ ｎｔｏ ｉ ｙ ｉ ｒ ｄｕｃ ｄ ｉ ｈｉ ｐ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓｐａ ｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ： Ｏ ２，Ｓｅｆｃ ｅ ｎｉ ｙ ｗｏ ｄ Ｔｉ ｌ－ ｌａ ｎｇ， Ｐｈｏ ｏｃ ｔ ｌ ｓ ｉ ｔ ａ ａ ｙ ｔｃ
２ １ 自清洁玻璃 ．
产 生空气 负离子 等 多种 对人 体健 康有益 的功能 于一
身， 经检 测 ， 健康 环保 型建 筑 内墙 涂料 的抑 菌 圈直 径
达到 １ ６ｍｍ 以上 ， 红外 辐 射率 达 到 ９ ， 远 ４ 能够 使 室 内负 离子数 增加 ２ ０ ０ ０ ～４ ０个／ｍ。 ｃ 。罗伸 宽 等Ｌ ９ ］ 用 Ｔ Ｏ 溶 胶 与硅 丙 乳 液 复合 ， 以制 成 亲 水 性 自 ｉ。 可 洁涂层 ， 在该 复 合 液 中 当 Ｔｉ 溶 胶 的质 量 分数 为 Ｏ
玻 璃 能有效地 将有 机 磷农 药完 全 降解 为无 机 物 ， 其
光解率 与 Ｔｉ 。 Ｏ 涂层 的厚 度有关 。 ２ ２ 自清洁 陶瓷 ．
纳米 Ｔ Ｏ ｉ 表 面 的亲 水 特 性 ， 而 使 其 具 有 长 期 的 从
自洁 去 污 效 应 。
１ 自清 洁 机 理
１ １ 光 催 化 机 理 ．
全浸润 二氧 化钛 薄膜 表 面 ， 膜具 有 的这 种性 质称 薄
为超亲水 性 。
光催 化 降解 主要 是 指 在光 参 与 的条件 下 ， 生 发 在光 催化 剂 及 其 表 面 吸 附 物 之 间 的 一 种 光 化 学 反
细致 的研 究 。２ ０ ０ ２年 英 国 Ｐｌｉｇｏ ｉ ｎ ｔｎ公 司 制 造 出 ｋ
香港理 工大 学纳米 技术 中心智 能纺织 品及服装
研究 人员 首次将 锐钛 矿 型 的纳 米 Ｔ Ｏ ｉ 用 于对 织 物 的整 理 ， 日光 照射 或其 他 含有 紫 外 光 的光 线 照射 在
１ ％～２ 时 ， Ｏ ０ 其涂层 具有很 好 的超亲水 特性 ， 涂 该
日本作 为最早 发 现 Ｔ Ｏ ｉ 具有 光 催化 性 能 的 国 家 ， 纳米 Ｔ Ｏ。 催 化 自清 洁产 品 的研 发 和应 用 其 ｉ 光
都是 走在世 界 前 列 的。２ ０ ０ ０年 ， 日本 Ｓ ｄ ｏ ａ公 司与
Βιβλιοθήκη Baidu
层 经紫外 光 照 射 ３ ～６ ｎ 或 阳 光 照 射 ２ ５ｈ ｏ ０ ｍｉ ， ～ 后， 亲水 角可降低 至 ４左右 ， 。 表面 呈现 自洁特性 。
２ ４ 自清洁纺 织品 ．
日本 东京 大学先进 科学技 术 中心 Ｔ ｓ ｉａ ｏ ｈｙ 等合 作采 用 ｓｌ ０—Ｇｅ 法在 钠 钙玻 璃 上 制备 纳 米 Ｔｉ 膜 ， ｌ Ｏ。 并 对纳 米 Ｔ Ｏ 膜光 催化 活 性 和光致 超 亲水 性 进行 了 ｉ。
的各类 化学键 能 ， 因此 可 以引发 绝 大 多数 有 机 污染
物 发生 氧化 反应 ， 最终 氧化 生成 Ｃ ｚ和 Ｈｚ 等无 Ｏ Ｏ
机 小分子 。
而且 能够杀灭 细 菌等 微 生 物 ， 使污 物 不 易 附着 在 其 表面 ， 即使 附着也是 和外层 水膜 结合 ， 附着 污物在 外 部风 力 、 淋 冲 力 、 水 自重 等 作 用 下 ， 自动 从 纳 米 能
１ ２ 亲水 性机 理 ．
在通 常 情况 下 ， 氧化 钛 薄 膜表 面 与水 有较 大 二 的接 触角 ， 当 Ｔｉ 表 面 受到 紫 外线 照射 时 ， 氧 但 Ｏ 二
化钛 的价 带 电子 被激 发到 了 导带 ， 别 生成 ＴＩ 和 分 ３ 十 氧空 位 ， 气 中的水 分 子 与氧 空 位键 合 形 成 表 面羟 空 基 ， 成物 理 吸 附 水 层 ， 表 面 就会 有 极 强 的 亲 水 形 其 性 ， 水 的 接 触 角减 小 到 ５ 以下 ， 至 水 滴 可 以完 与 。 甚
技 术逐 渐趋 于成熟 ， 而 给这 种 新 材 料 的研 制 开发 从 创 造 了很好 的机会 。Ｔｉ 的光催化 特 性 自 ２ 世 纪 Ｏ ０
ｈ ＋ ＯＨ一 ・ＯＨ
ｈ ＋ Ｈ２ ・ＯＨ ＋ Ｈ Ｏ—
・
７ Ｏ年代 由 日本 东 京 大 学 的藤 岛 昭 教 授 首 次发 现 以来 ， 到 了广 泛 的研 究和应 用 。特别 是 纳米 Ｔ Ｏ 得 ｉ：
器下 时 ， 污渍 几乎 可被完 全 降解 。徐 阳等口 采用 射
频溅 射法制 备 了负载 有 Ｔｉ 的纯棉 抗 菌 自清 洁织 Ｏ
物 ， 织物 的抗菌效 果好 ， 此 而且抗 菌性 在织物洗 涤下
面光 滑平整 ， Ｔｉ 米 颗粒 形 成 ， 颗 粒 大小 为 由 Ｏ 纳 其 ５ ～ １０ｎ ０ ０ ｍ。在 太 阳光 的作 用下 Ｔｉ 层 自洁净 Ｏ 涂
电子 （一 就 可 以被 激 发跃 迁 到导 带 ， 价 带上 产 生 ｅ） 在 相 应空穴 （ ） 二 氧化钛 表面 空穴 （ ） ｈ ， ｈ 可与表 面 上
灯、 窗玻 璃上 ， 以 除 去 空 气 中 的细 菌 和 有 机 污 染 可
物； 经纳米 Ｔｉ 。 载 的抗 菌 陶瓷 用 品是 医 院 、 馆 Ｏ 负 宾
卫生 设 施 抗 菌 除臭 的理 想 材 料 ； 纳 米 Ｔ Ｏ 将 ｉ 。掺 入
２１ ０ ０年 第 １ 期 Ｏ ・７ ・ ３
《 新技 术新 工艺》・ 热加 工工 艺技术 与材 料研 究
建筑涂料 中 ， 以提 高 涂料 的防 水性 ， 可 防沾 污性 ， 而 且对人体 和环 境无 任何 损 害 。将 纳 米 Ｔｉ 膜 用 于 ０ 建筑材料 表 面 时 ， 使 建 材 表 面 具 有 净 化 空 气 、 可 杀 菌、 除臭 、 防污 等环 保 功能 ， 大节省保 洁 费用 。 大
了世 界第一 块 应 用 型 自清 洁玻 璃 ， 已推 广 应 用 。 并 该公 司主要 采 用热 解 Ｃ Ｄ 法 ， 产 品 的光 诱 导 超 Ｖ 其
亲水性 和光催 化能 力 都 比较 好 ， 有效 清 除 无机 有 在
下， 织物 中的纳米 二氧化 钛产 生光催 化作用 ， 具有排 除灰 尘 、 味 、 菌 、 气 细 色泽 污 迹及 分 解 有 害有 机 物质
自清洁材 料 （ ｅｆ ｌａ ｉｇ ｍａｅｉｌ） 指 在 自 Ｓ ｌ ｃ ｎｎ ｔｒ ｓ 是 —ｅ ａ
的 Ｈ Ｏ发 生作用 ， 生成 具有 极强 氧化 能力 ・ ＯＨ 高
活性 基 团。其过程 如下 ：
Ｔｉ ＋ ｈ ｅ ｏ２ — 一＋ ｈ
然条件 下能保 持 自身 清 洁 的材 料 ， 料本 身 具 有 除 材 臭、 菌、 抗 抗霉 、 防污 等 多重 功 能 。光 催 化材 料 制备
２ Ｃｏｌｇ ｆＭａ ｅｉｌ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒｎ ． ｌ ｅｏ ｔｒａｓＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ，Ｂｅ ｉｇ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＣｈ ｍｉａ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂｅ ｉｇ １ ０ ２ ｅ ｉｎ ｉｅｓｔ ｏ ｅ ｃｌＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｊ ｙ ｉｎ ０ ０ ９，Ｃｈｎ ） ｊ ｉａ
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（ ． ｓａｃ ｎ ｅ ｆＥ ｏ ｔｒａ ，Ｂ ｉｎ ｎ ｔ ｕ ｅｏ ｔｏ ｈ ｍｉ ｌＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｅ ｉｇ １ ２ １ １ Ｒｅｅ ｒｈ Ｃｅ ｔｒｏ ｃ ｍａ ｅｉｌ ｅｊ ｇＩ ｓｉ ｔ ｆＰｅｒ ｃ ｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂ ｒｎ ０ ６ ７，Ｃｈｎ ； ｉ ｔ ａ ｉａ
２ 自清 洁 材 料 的研 究 及 应 用
在 室 内环 境 净 化 研 究 中 ， 用 纳 米 Ｔ Ｏ 利 ｉ 的光
催 化性 和超亲水 性 ， 纳米 Ｔ Ｏ 将 ｉ 负 载在 墙 纸 、 日光
应 。具体机 理如下 。 纳米二 氧化钛 为 ｎ 一型 半导 体 ， 理论 上 讲 ， 从 只 要半 导体吸 收的光 能 不 小 于其 禁 带 宽度 ， 带 上 的 价
机灰 尘的 同时 ， 持 着永 久 的 自清 洁性 。我 国是 关 保
如 甲醛等 物质 的功 能 。忻 浩 忠 等［ １ 用 温 和 的 酰 采 化剂 （ 丁二 酸酐 ） 处理 羊 毛 ， 过羧 基 使 羊毛 表 面功 通
能化 ， 附更 多 的 二 氧 化 钛 ， 制 得 自清 洁羊 毛 织 吸 可 物 。若 整理 后的 羊 毛被 红酒 沾 污 ， 露 于 日光模 拟 暴
注 自清洁玻 璃 比较 早 的 国家 ， 家 国［ 、 修 建［ 、 余 ２赵 ］ ３ ］
王玉 霞［ 等对 自清洁玻 璃 的制备 、 征 、 ４ 表 改性 等做 了 大量 的研究 。余 家 国ｌ 采 用 Ｓ ｌ ｌ 艺 在 玻璃 表 ２ ｏ— 工 Ｇｅ
面制得 了均匀 透 明 的 Ｔｉ 光 催化 涂 层 。该 涂 层 表 Ｏ
摘 要 ： 由于 自洁净 材料具 有光催 化 、 自清 洁 、 菌等功 能 ， 们对 光催 化 自洁净材 料 的研 究 日益 关 抗 人 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 ： Ｏ ； Ｔｉ 自清 洁 ； 催 化 光 中图分类 号 ： ４９ ＴＧ ７ ． 文献标 志码 ： Ａ
的活性 高 、 稳定 性好 、 续作用 时 间长 以及对环 境无 持 害 ， 成 为近年新 材料 领域 的研 究 热点 。 更 自洁性 纳 米 Ｔ Ｏ ｉ 不 仅 具 有 良好 的 双 亲 和 性 ，
ＯＨ 基 团是具 有极 强氧化 还原 能力 的高活 性
基 团， 反应 能为 ４ ２ ８ＭＪ ｍｏ， 于有 机 化 合 物 中 ０ ． ／ ｌ高
纳米 Ｔｉ Ｏ２自清 洁材 料 的研 究进展
刘 太 奇 操 彬 彬 。 王 晨 ， ，
（ ．北 京 石 油 化工 学院 环 境 材 料 研 究 中心 ， 京 １ ２１ ；２ １ 北 ０ ６ ７ ．北 京 化 工 大 学 材 料 科 学 与工 程 学 院 ， 京 １ ０ ２ ） 北 ０ ０ ９
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２ １ 自清洁玻璃 ．
产 生空气 负离子 等 多种 对人 体健 康有益 的功能 于一
身， 经检 测 ， 健康 环保 型建 筑 内墙 涂料 的抑 菌 圈直 径
达到 １ ６ｍｍ 以上 ， 红外 辐 射率 达 到 ９ ， 远 ４ 能够 使 室 内负 离子数 增加 ２ ０ ０ ０ ～４ ０个／ｍ。 ｃ 。罗伸 宽 等Ｌ ９ ］ 用 Ｔ Ｏ 溶 胶 与硅 丙 乳 液 复合 ， 以制 成 亲 水 性 自 ｉ。 可 洁涂层 ， 在该 复 合 液 中 当 Ｔｉ 溶 胶 的质 量 分数 为 Ｏ
玻 璃 能有效地 将有 机 磷农 药完 全 降解 为无 机 物 ， 其
光解率 与 Ｔｉ 。 Ｏ 涂层 的厚 度有关 。 ２ ２ 自清洁 陶瓷 ．
纳米 Ｔ Ｏ ｉ 表 面 的亲 水 特 性 ， 而 使 其 具 有 长 期 的 从
自洁 去 污 效 应 。
１ 自清 洁 机 理
１ １ 光 催 化 机 理 ．
全浸润 二氧 化钛 薄膜 表 面 ， 膜具 有 的这 种性 质称 薄
为超亲水 性 。
光催 化 降解 主要 是 指 在光 参 与 的条件 下 ， 生 发 在光 催化 剂 及 其 表 面 吸 附 物 之 间 的 一 种 光 化 学 反
细致 的研 究 。２ ０ ０ ２年 英 国 Ｐｌｉｇｏ ｉ ｎ ｔｎ公 司 制 造 出 ｋ
香港理 工大 学纳米 技术 中心智 能纺织 品及服装
研究 人员 首次将 锐钛 矿 型 的纳 米 Ｔ Ｏ ｉ 用 于对 织 物 的整 理 ， 日光 照射 或其 他 含有 紫 外 光 的光 线 照射 在
１ ％～２ 时 ， Ｏ ０ 其涂层 具有很 好 的超亲水 特性 ， 涂 该
日本作 为最早 发 现 Ｔ Ｏ ｉ 具有 光 催化 性 能 的 国 家 ， 纳米 Ｔ Ｏ。 催 化 自清 洁产 品 的研 发 和应 用 其 ｉ 光
都是 走在世 界 前 列 的。２ ０ ０ ０年 ， 日本 Ｓ ｄ ｏ ａ公 司与
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层 经紫外 光 照 射 ３ ～６ ｎ 或 阳 光 照 射 ２ ５ｈ ｏ ０ ｍｉ ， ～ 后， 亲水 角可降低 至 ４左右 ， 。 表面 呈现 自洁特性 。
２ ４ 自清洁纺 织品 ．
日本 东京 大学先进 科学技 术 中心 Ｔ ｓ ｉａ ｏ ｈｙ 等合 作采 用 ｓｌ ０—Ｇｅ 法在 钠 钙玻 璃 上 制备 纳 米 Ｔｉ 膜 ， ｌ Ｏ。 并 对纳 米 Ｔ Ｏ 膜光 催化 活 性 和光致 超 亲水 性 进行 了 ｉ。
的各类 化学键 能 ， 因此 可 以引发 绝 大 多数 有 机 污染
物 发生 氧化 反应 ， 最终 氧化 生成 Ｃ ｚ和 Ｈｚ 等无 Ｏ Ｏ
机 小分子 。
而且 能够杀灭 细 菌等 微 生 物 ， 使污 物 不 易 附着 在 其 表面 ， 即使 附着也是 和外层 水膜 结合 ， 附着 污物在 外 部风 力 、 淋 冲 力 、 水 自重 等 作 用 下 ， 自动 从 纳 米 能