我对纳米氧化钛的认识

纳米氧化钛

前言：纳米二氧化钛，亦称纳米钛白粉。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。具有抗紫外线、抗菌、自洁净、抗老化功效，可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。

基本介绍：

1.杀菌功能

2 .卫生陶瓷洁具

3 水处理

4新型抗菌荧

5抗菌纤维

6 抗菌建材和抗菌涂料

7杀灭口腔微生物

8.防紫外线功能

9.光催化功能

10. 防雾及自清洁功能

11.纳米二氧化钛可作为锂电池、太阳能电池原料

12.纳米二氧化钛（同T25F）用在纺织上可以替代PV A

1.纳米氧化钛的制备方法：

（1）气相制备法：

1.低压气体蒸发法在低压的氩、氮气等惰性气体中加热普

通的Ti02 ,然后骤冷生成纳米二氧化钛

粉体,其加热源有以下几种: (1) 电阻加

热法; (2) 等离子喷射法; (3) 高频感应

法; (4) 电子束法; (5) 激光法,这些方法

可制备lOOnm 以下的二氧化钛粒子。

2.活性氢—熔融金属反应法含有氢气的等离子体与金属钛之间产

生电弧,使金属熔融,电离的N2 ,Ar 等

气体和H2 溶入熔融金属,然后释放出

来,在气体中形成了金属的超微粒子,离

心收集器或过滤式收集使微粒与气体

分离而获得纳米二氧化钛微粒。

3.溅射法用两块金属板分别作为阳极和阴极,阴

极为蒸发用的材料,在两电极间充入Ar

气,两电极间施加的电压范围为0. 3 —

1. 5kV。由于两电极间的辉光放电使Ar

离子形成。在电场的作用下Ar 离子冲

击阴极靶材表面,靶上的Ti02 就由其表

面蒸发出来,被惰性气体冷却而凝结成

纳米TiO2 粉末,粒度在50nm以下,粒径

分布较窄。

4，流动液面上真空蒸发法用电子束在高真空下加热蒸发TiO2 ,蒸

发物落到旋转的圆盘下表面油膜上,通

过圆盘旋转的离心力在下表面上形成

流动的油膜,含有超微粒子的油被甩进

了真空室的壁面,然后在真空下进行蒸

馏获得TiO2 超微粒子。

,5,.钛醇盐气相水解法最早由美国麻省理工大学开发成功的,

可以用来开发单分散的纳米TiO2 ,其反

应式如下:nTi (0R) 4 , + 2nH2O (g)

————> nTiO2 ( s)+ 4nROH 日本的

曹达公司和出光兴产公司利用氮气、氦

气或空气做载气,把钛醇盐和水蒸气分

别导入反分应器的反应区,进行瞬间和

快速水解反应,通过改变反应区内各种

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TiO2 粒径和

粒子形状,这种工艺可获得平均原始粒

径为lO - 150nm , 比表面积为50

-300m2/ g 的非晶形纳米TiO2 。粒子。

其工艺特点是操作温度较低、能耗小,

对材质要求不是很高,并且可以连续化

生产。

6.TiCl4 ,高温气相水解法该法与气相法生产白炭黑的原理相似,

是将TiCl4 气体导入高温的氢氧火焰

中进行气相水解,其化学反应式为:

TiCl4 (g) + 2H2 (g) + O2 (g) →TiO2 (s)

+ 4HCl(g)该工艺制备的纳米粉体产品

纯度高、粒径小、表面活性大、分散性

好、团聚程度较小。其工艺特点是过程

较短,自动化程度高;但因其过程温度较

高,腐蚀严重,设备材质要求较严,对工艺

参数控制要求准确,因此产品成本较高,

一般厂家难以接受。

7.钛醇盐气相分解法该工艺以钛醇盐为原料,将其加热气化,

用氮气、氦气、或氧气做载气把钛醇盐

蒸汽预热后导入热分解炉,进行热分解

反应,以钛酸丁酯为例:nTi (OC4H9) 4

(g) →nTiO2 ( s) + 2nH2O (g) +4nC4H8

(g)日本出光兴产公司利用钛醇盐气相

分解法生产球形非晶形的纳米TiO2 可

以用作吸附剂、光催化剂、催化剂载体;

和化妆品等。

8.TiCl4 ,气相氧化法这种方法与氯化法制造普通金红石的

原理相类似,只是工艺控制条件更加复

杂和精确,化学反应式是:TiCl4 (g) + O2

(g) →TiO2 (g) + 2Cl2 (g)nTiO2 (g) →

nTiO2 (s)施利毅,李春忠等利用N2 携

带TiCl4 蒸汽,预热到435 ℃后经套管

喷嘴的内管进入高温管式反应器,O2

预热到870 ℃后经套管喷嘴的外管也

进入反应器,TiCl4 和O2 在900 —

1400 ℃下反应,生成的TiO2 微粒经粒

子捕集系统,实现气固分离,改工艺目前

还处于小试阶段。其优点是自动化程度

高,可制备优质粉体。

（2），液相法：

1.共沉淀法(液相沉淀法)向含多种阳离子的溶液中加入沉淀剂

后,所有粒子沉淀的方法称共沉淀法。共

沉淀法一般以TiCl4 或Ti (SO4) 2 等无

机钛盐为原料,将氨水、(NH4) 2CO3 、

Na2CO3 、或NaOH 等碱性物质加入

到钛盐溶液中,生成无定形的Ti (OH) 4