化学性质的纳米 TiO2 材料,控制纳米粒子的生长过程,需要改变反应温度和时 间等条件。
③ 溶胶-凝胶法
运用溶胶-凝胶法[29]制备得到的 TiO2 的优点很多:(1)反应需要实验仪器提 供的合成温度低,实验的反应条件易于调节与控制,方便随时更改或停止;(2) 得到的产物纯度高、均匀性强;(3)最重要的是制备工艺过程相对简单,方便掌 握用来操作,需要的操作人员文化水平不用太高,能广泛运用到工业生产中去, 获得较大的利益;(4)不需要使用特殊的贵重的仪器,这样就节省了生产成本;
(5)通过改变煅烧时间、煅烧温度和溶液的 PH 值来调控生成品的形貌,得到 想要的成分分布均匀的合成品。
影响溶胶-凝胶法制备 TiO2 的一项关键参数[30]是水的加入量,除此之外还有 醇盐种类、酸催化剂种类、添加剂等。其中对于一些水解活性高的醇盐,如钦醇 盐,往往需要控制滴加速度,否则极易生成沉淀。
(2)气相沉积法 如今被采用最多的气相沉积法是气相水解法,除了它之外,等离子体法、激
光化学法也属于气相法。这种方法除了对设备要求较高,对原料的要求也很高: 其中制备 TiO2 一般采用金属钛、钛的醇盐或无机盐,然后在较高的温度下气化, 使试样水解或氧化得到 TiO2。
(3)固相法 固相法虽然需要的设备成本不高,操作工艺简单,对操作人员没有太高的文
化要求,但在工业制造中运用的还是很少,这是因为用该种方法制出的合成产品
TiO2 的粉体的纯度较低,提取过程繁琐,操作性不大。
1。3。3 二氧化钛的应用领域
TiO2 在工业等领域里的运用非常广泛:油漆制作、塑料合成、造纸工艺、化 纤合成等都采用,同时也用作电焊条的主要原料;通过各种工艺提炼出的纳米级 钛、钛白粉基本上都被用来制作功能陶瓷和光敏材料,少量应用于催化剂;而在 化妆品中加入 TiO2 是一大技术和创新突破,因为 TiO2 是白色颜料中着色力最强
的一种,它使得制出的化妆品遮盖力强,完全能够遮住皮肤上的瑕疵;又因为它 的着色度牢靠、不易掉色,减少了人们补妆的次数,节省了时间,也增白了皮肤 的色度。
三种类型的 TiO2 中,金红石型 TiO2 特别适用于制作室外使用的塑料制品, 它能赋予制成品良好的光稳定性。与之相对的是锐钛型 TiO2,它主要被用来制 造室内使用制品。锐钛型 TiO2 的优点很多,其中最突出、被运用的最广泛的是 其白度高、遮盖力较大,又因为其着色力强且分散性较好,所以在制造过程中不 需要进行搅拌来使其扩散。锐钛型 TiO2 唯一的缺点是粉体略带蓝光,白的不纯 粹。钛白粉不仅广泛用于油漆油墨、纸张变色、塑料搪瓷、玻璃制造、水彩和油 彩的颜料,还可用于无线电、冶金、陶瓷、电焊条等领域。
此外,TiO2 光催化在环境保护中也能起着很大的应用:
(1)污水处理:处理印染废水、处理农药废水、处理水面石油污染物、处 理日常生活废水、处理垃圾填埋场的渗滤液、处理废水无机污染物;
(2)空气净化:净化室内空气、处理大气污染气体;当阳光照射在纳米 TiO2 表面上,大气中的有机污染物会因为发生光催化氧化反应而被净化。室内有害气 体的来源并不多,其中大部分来自房屋新装修所使用的油漆、材料等,因为这些 材料会放出甲醛等有毒气体;另一方面,在生活环境中容易产生甲硫醇、硫化氢、 氨气等。利用 TiO2 的光催化作用,将吸附于其表面的这些物质除去,从而达到 净化室内空气、处理大气污染气体的目的。