纳米二氧化钛的应用及发展前景

更新时间:2024-01-05 04:16:01 阅读量: 教育文库 文档下载

说明:文章内容仅供预览,部分内容可能不全。下载后的文档,内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的,是否完整无缺。

纳米材料之二氧化钛的应用及发展前景

摘要:

人类对物质世界的研究,曾小到原子、分子,大到宇宙空间。从无限小和无限大两个物质尺寸去认识物质,使人们了解到世界是物质的。物质是由原子或分子构成的,原子、分子是保持物质化学、物理理特性的最小微粒。这为人类认识世界、改造世界推进科学的向前发展提供了坚实的理论基础,也产生了一个个的科学原理和定理,推动了人类生产和生活的不断向前发展。

随着科学研究的进一步发展,人们发现当物质达到纳米尺度以后,大约在1~100nm这个范围空间。物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观物质的特殊性能的物质构成的材料,即为纳米材料。

过去,人们只注意原子、分子,或者宇宙空间,常常忽略他们的中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度的范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家。他们发现:一个导电,导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电,也不导热。材料在尺寸上达到纳米尺度,大约是在1~100纳米这个范围空间,就会产生特殊的表面效应,体积效应,量子尺寸效应,量子隧道效应等及由这些效应所引起的诸多奇特性能。拥有一系列的新颖的物理和化学特性,这些特性在光、电、磁、催化等方面具有非常重大应用价值。近年来,已在医药、生物、环境保护和化工等方面得到了应用,并显示出它的独特魅力。

纳米TiO2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而急剧增加。 纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应使得它们在电、磁、光、敏感性等方面表现出常规粒子不具备的特性。例如,纳米TiO2的强度、韧性和超塑性与TiO2粗晶相比大大提高,可用于生产优质的纳米陶瓷;纳米TiO2由于无毒无污染、光电转换效率高,被国际光电学界认为是最有前途的太阳能电池光阳极材料,它还可用于导电涂料、导电塑料、复印纸、电磁波吸收、磁记录材料、气体传感器和温度传感器。 关键词:纳米材料 纳米TiO2 制备 应用 发展 引言:

1

纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。早在二十世纪60年代,英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。1992年,《Nanostructured Materials》正式出版,标志着纳米材料学成为一门独立的科学。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”,我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元(Bui1ding Blocks),纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。本文简单综述了纳米TiO2合成与制备中常用的几种方法,及其应用,发展前景。 一、 纳米TiO2 概述

纳米二氧化钛,亦称纳米钛白粉。从尺寸大小来说,纳米级二氧化钛的粒径在1~100nm之间,比表面积远大于普通二氧化钛,因此具有很大的表面活性,并以其颗粒尺寸的优势而具有许多超过普通钛白粉的优点,光催化降解有机物活性和气敏湿敏性也显著增强。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。纳米二氧化钛对可见光和波长在200-400nm间的紫外光是透明的,可用作透明效应颜料和紫外光吸收剂,对紫外光有着很好的屏蔽能力,可用于制造化妆品和包装材料,制作多种消毒、防臭和水果保鲜用品,又因其分散性好不沉降可用于高档油墨。纳米TiO2作为新型涂料和光催化剂等大量应用于精细化工中,还可以被用作电子陶瓷元件、光介子、氧化物半导体材料广泛用于消除放射性废物和环境污染物质,以及回收贵金属等。

纳米二氧化钛主要有两种结晶形态:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)。

2

金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密,有较高的硬度、密度、介电常数及折射率,其遮盖力和着色力也较高。而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高,带蓝色色调,并且对紫外线的吸收能力比金红石型低,光催化活性比金红石型高。在一定条件下,锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。 二、纳米TiO2的生产 2.1国外纳米TiO2的生产现状

20世纪80年代以前,纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等,需求量不大,没有形成大的生产规模。80年代以后,开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂,为纳米TiO2打开了市场,使纳米TiO2的生产和需求大大增加,成为钛白工业和涂料工业的一个新的增长点。 由于纳米TiO2在催化及环境保护等方面具有广阔的应用前景,并可用于日用产品、涂料、电子、电力等工业部门,因此,纳米TiO2展现出巨大的市场前景。日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米TiO2进行了深入的研究,并已实现纳米TiO2的工业化生产。目前全世界已经有十几家公司生产纳米TiO2,总生产能力估计在(6000~10000)t/a,单线生产能力一般为(400~500)t/a。 根据莎哈里本公司统计,2003年全球纳米TiO2销售量仅为1800t左右,其消费量与产品应用见表1。

产品应用 UV-吸收剂 光催化剂 化学催化剂 装饰既随角异色 表面吸附剂 其它 消费量/t 1000 <100 <500 100 <50 50 近几年,有关纳米TiO2的新建装置已很少报道,主要是已建成装置的生产能力已远远超出市场的实际消费量,多数厂家处于开工不足或停产的状态。主要原因是目前国际上公认的纳米TiO2制备和应用技术还有待于提高,技术要点和难点主要表现在以下几个方面:①国际上纳米TiO2的价格为(30~40)万元/t,

3

其成本大致是销售价格的2/5,原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素;②纳米TiO2的晶型和粒度控制技术;③金红石型纳米TiO2的表面处理技术;④纳米TiO2应用分散技术;⑤纳米TiO2应用功能的提升技术;⑥纳米TiO2产业化成套技术。由于以上条件的制约,使得纳米TiO2的应用和发展受到限制。

美国迪林纳米材料开发有限公司,是一家致力于纳米材料及功能性材料研究、开发、生产、销售为一体的民营高科技企业。公司位于甘肃省陇南工业小区,与陕西汉中市、四川广元市、旅游风景区九寨沟毗邻,212国道线从境内穿过,紧邻宝成铁路线。

公司与成都知名大学科研人员合作,共同研究开发纳米结构及功能性新材料,技术资源丰富,科研力量雄厚。公司拥有成熟完善的制备工艺技术,已经申请了国家发明专利,具有完全自主的知识产权。

公司2001年建成第一条企业自主知识产权的纳米二氧化钛生产线,相继开发了纳米氧化锌,纳米氧化硅,纳米导电ATO,及远红外粉、银系无机抗菌剂、导电钛白、磁性铁氧体、竹炭粉、负离子粉体等功能性粉体,并形成批量生产能力。

产品广泛应用于化妆品、涂料、化纤、陶瓷、塑料等领域的提档、换代与升级,市场拓展空间广泛。

其公司生产的“美迪林”牌纳米TiO2系列产品根据化妆品原料特性,经过特殊表面处理,有多种型号适用于各种化妆品中,其具体特点如下: (1)对人体是无毒安全的, 对皮肤没有刺激性,不致癌。

(2)对紫外线吸收能力强,既能防护UVB对人体的危害,又能对UVA起防护作

用。使防晒产品在UVB及UVA区域对紫外线均有良好的防护作用。 (3)对皮肤有固着性,而且耐汗,即所谓的抗水性。 (4)无臭味、怪味,具有蓝色底相和一定的遮盖力。

(5)耐候性好、挥发性小、热稳定性好、不与配方中其它组分起化学反应。 (6)分散性好,可与化妆品其它组分配伍。

(7)粒径分布均匀,其一次粒径多为20~50nm,平均粒径〈40nm,是化妆品应用中的最佳粒径。

(8)很少的添加量但可获得较高的SPF值。

4

2.2我国纳米TiO2的现状

在国外普遍开展了纳米TiO2的制备和应用技术开发,并取得了阶段性成果,我国纳米TiO2的研究在“九五”期间形成了高潮,据了解,进行纳米粉体制备技术研究的科学院所和高校几乎都在进行和进行过纳米TiO2的研究。重庆大学应用化学系是国内最早(1989年)研究纳米TiO2的单位,华东理工大学、中国科学院上海硅酸盐研究所是目前研究技术较全面、报道最多的单位。国内主要研究单位与制备方法见表2。

表2国内纳米TiO2的制备方法与研究单位

制备方法 气相水解法 气相氧化法 胶溶法 溶胶-凝胶法 化学沉淀法 研究单位 永新一沈阳化工股份公司 华东理工大学 重庆大学、吉林大学 中国科学院固体物理研究所、华东理工大学、西北大学 北京首创纳米公司、成都科技大学、东北大学 目前,国内涉足纳米TiO2生产的公司约有十家,总生产能力在1000多吨。四川攀枝花钢铁(集团)公司钢铁研究院年产200t生产装置是我国技术装备较先进、品种最为齐全的装置,可以生产金红石型和锐钛型两大系列各有4个(10~40)nm的粉体品种;由淮北芦岭煤矿和腾岭工贸有限公司共同组建的安徽科纳新材料有限公司年产100t生产基地在宿州市建成;江苏河海纳米科技股份有限公司投资5000万元,已经建成年产500t的规模;青岛科技大学纳米材料重点实验室与海尔集团联合开发的首条具有百吨生产能力的生产线已经建成并一次试车成功;济南裕兴化工总厂拥有先进的纳米TiO2生产线(已通过省级鉴定),具备年产100t生产能力,可提供纳米锐钛型、金红石型的粉体和浆料共4个品种、多种规格的产品;此外,四川永禄科技有限公司、浙江舟山明日纳米有限公司、江苏五菱常泰纳米材料有限公司、河北茂源化工有限公司纳米TiO2装置也已建成。

上海江沪钛白化工制品有限公司奉贤分公司,是上海市一家近三十年历史的大型钛白粉深加工企业,年加工各种专用特种钛白粉六万余吨。有各种食品添加剂二氧化钛、有系列化妆品二氧化钛、化纤二氧化钛(消光剂)年产三万六千余

5

2. TiO2光触媒的涂膜固化问题

形成的TiO2光触媒膜必须牢固,目前在耐热材料上的固化是将TiO2光触媒溶胶喷涂或浸涂在基材上,然后在高温下烧结制成。TiO2光触媒光催化剂在非耐热材料上固化存在困难,因为有机材料本身不耐TiO2光触媒光催化剂的强氧化作用,虽可用耐TiO2光触媒光催化分解的无机系粘结剂涂覆,但大量无机系粘结剂包覆TiO2光触媒表面将导致其光催化活性大幅下降,故涂膜的耐久性和光催化活性无法同时兼顾。

3. TiO2光触媒光催化反应只发生在催化剂表面

其产物也吸附在其表面,需对表面经常性地进行清除,以保证光催化效应的产生。从这种意义上讲,光催化建材特别适用于多雨和潮湿的地方,而不太适用于干燥的环境。

4. TiO2光触媒TP05光催化技术在改善室内空气质量方面的应用还需进一步研究

目前TiO2光触媒TP05光催化消除室内污染物大多集中于实验室研究方面,由于房间污染物的浓度一般比实验工况下小得多,实际房间的尺寸一般比实验的空间大得多,TiO2光触媒TP05光催化技术在人们生活的房间内消除污染物究竟起多大作用目前还没有量化的结果,还需要进一步实验研究。 5.光催化技术与其他建筑环境技术的结合。

目前宣城晶瑞新材料有限公司正在致力于光催化技术与光导管技术相结合的研究,使光导管系统不但具有自然采光的功能,而且具有光催化改善室内空气质量的功能。这项研究在世界上尚属首次。目前该项研究已经取得了一定的成果,申请国家发明专利两项(已经获得授权一项),实用新型专利两项,此外还申请了美国专利。

3.1.2纳米TiO2光触媒在纺织品上的应用 3.1.2.1抗紫外纺织品

根据光学原理,紫外线照射到织物上,部分被反射,部分被吸收,部分透过织物。 增强织物对紫外线的反射与吸收,就能达到织物抗紫外线的功能。TiO2和SiO2等纳米光触媒颗粒具有很好的吸收紫外线的能力,有在聚合或纺丝的过程中加入纳米粉体,使其渗入到纤维内部,达到抗紫外的效果;也有在后整理过程中,将纳米粉体加入到浸轧液或涂层剂中,进行浸轧或涂层整理,使纳米粉体进入纤维之间或在织物表面形成一层薄膜,达到抗紫外线的目的。

11

沈勇等利用光敏性染料的感光活性对织物紫外透射率进行测定。漂白平布用可溶性还原桃红IR 染色,将整理后的织物和对照织物分别覆盖在染色布上,用标准紫外光源高压汞灯曝光,然后用未曝光的染色布为标样,在测色配色仪上测定曝光后染色布的色度值( L3,a3,b3 ) 和色差值( △E3 )。实验表明,经过纳米TiO2整理的织物,抗紫外性能有显著提高。 3.1.2.2 抗菌纺织品

服用纺织品在人体穿着的过程中,不可避免会沾染汗液、皮脂和其他分泌物,同时也会被环境沾污,细菌等各类微生物就在这些纺织品上滋生。纳米TiO2抗菌材料在紫外线的照射下,依靠光催化作用,将细菌等有机物氧化成CO2和H2O ,从而实现了抗菌效果。江海风等采用涂层整理的方法,以光合细菌作为标的物对经过涂层整理的布料进行抗菌性实验,探讨了涂覆TiO2织物的抗菌性能。实验表明,整理后织物抗菌性能较强,灭菌率达到97 %以上。 3.1.2.3空气净化纺织品

空气中的污染物主要是挥发性有机化合物,包括汽车尾气、工业排放的有害气体、室内家具释放出的醛类有害气体和吸烟时产生的刺激性气体等。将纳米TiO2整理到室内纺织品上,可利用光催化特性降解室内空气环境中的有害物质,这对于改善人们的居住生活环境,提高人们的健康水平具有十分重要的意义。 日本率先在营运车辆内部采用涂覆纳米TiO2光催化膜的方式进行车内空气净化。 3.1.2.4 自清洁纺织品

在光照条件下,纳米光触媒表面均匀分布着分离开的纳米级的亲水区和亲油区,宏观上纳米光触媒表面表现出亲水和亲油性。停止光照后,化学吸附的羟基被空气中的氧取代,又从亲水状态回到疏水状态。光触媒就能在光和空气中水的作用下,将纺织品表面的灰尘和油污等去除,达到自清洁作用。何燕芬等针对不需要经常洗涤或洗涤要求较高的高档毛针织服装,开发研制出一种复合纳米自清洁整理剂,并总结出适合于毛针织企业实际生产的整理工艺方法。张路遥等通过浸轧工艺将二氧化钛用于织物的自清洁整理,并根据国内外现状,建立了自清洁纺织品测试标准体系。Bozzi 等则研究了经射频等离子体、微波等离子体和真空紫外线预处理的漂白棉织物和丝光棉织物,经金红石型光触媒TiO2整理后,低温日光照射的自清洁性,并通过透射电镜和X射线衍射等方法进行表征,研究了

12

纳米TiO2颗粒大小、用量对自清洁性的影响。同时还对羊毛锦纶混纺织物和涤纶织物的自清洁性进行了研究,找到了最佳的光触媒整理温度。 3.1.2.5 其他功能纺织品

在化学纤维中加入纳米光触媒粉末,可以产生良好的静电屏蔽作用,改善化学纤维的抗静电性能。赵海洋,杨金波等研究了纳米氧化物对纯棉织物抗皱整理效果影响规律,纳米TiO2对树脂和纤维素的交联起了催化作用。因此在纳米TiO2对纯棉织物的抗皱整理过程中,既有传统催化剂的催化作用,同时又有纳米TiO2的协同催化作用,在一定质量浓度范围内,织物的折皱回复角高于未加纳米TiO2时的折皱回复角。

3.1.2.6纳米TiO2光触媒在纺织品上的加工方法及存在问题 3.1.2.6.1 加工方法

纳米TiO2光触媒应用于纺织品主要有两种方法,即纤维处理和织物整理。在化学纤维方面,采用纤维处理,直接掺入的方法。通过熔融纺丝的方法,将纳米光触媒颗粒掺入聚合物本体,得到纤维。由于光触媒被纤维包覆,无法接触外界,光催化效率很低,于是有人对混有TiO2粉体的聚酯纤维减量加工(减量率为5 %~30 %) ,使纤维内部的TiO2尽量露出表面,获得较好的光催化效果。在天然纤维方面,则采用整理的方法,使纳米光触媒固着在纤维表面,发挥光催化功能。常用的整理工艺有涂层整理、交联等。大致工艺流程为:制备分散液→浸轧或涂层→烘干→焙烘。Yuranova等将分子级的SiO2和TiO2胶体混合,加热后会产生交联,形成3 - D 的网状结构,对棉织物进行涂层整理,整理后的自清洁效果比单独使用TiO2涂层整理提高很多。 3.1.2.6.2 存在问题 1.光触媒TiO2分散性问题

目前商品化的光触媒TiO2都是粉体状态,分散性差。纳米TiO2颗粒粒径小于100 nm,具有极大的比表面积和表面能,在化学纤维纺丝中加入TiO2颗粒,会出现纳米粉体团聚、堵塞喷丝头、纺丝断头和磨损织机等问题,且纳米粒子分布不匀、光催化活性低。在天然纤维后整理以及应用过程中容易发生粒子凝聚、团聚、形成二次粒子,使粒子粒径变大,就会失去纳米粒子的特殊表面效应、小尺寸效应,从而在实际应用中失去了纳米粒子的优异性能。

13

2.光触媒颗粒与纤维结合问题

光触媒TiO2本身对纤维没有亲和力,难以固着在纤维表面,浸轧后,通过物理吸附固着在织物表面,一次或多次水洗后,织物就丧失了光催化能力。如通过涂层整理,依靠粘合剂固着在织物表面,虽然耐洗性有所提高,但是织物手感大大降低,并由于光触媒颗粒被粘合剂包覆,不能接触外界环境,光催化活性大幅下降。 3.纤维劣化问题

将光触媒TiO2掺入到纤维中,或整理到纤维表面,由于直接接触纤维,光触媒TiO2的强氧化性会直接对纤维材料或者涂层使用的粘合剂进行降解,使纤维劣化、强力下降。

4.纳米光触媒TiO2在纺织品应用性能的研究方向 4.1提高光触媒TiO2的分散性能

分散体系的稳定性是指某种物质(如分散相浓度、颗粒大小、体系黏度和密度等) 具有一定程度的不变性。 纳米颗粒的大小与胶体颗粒大小近似,因此可用胶体的稳定理论来近似探讨纳米颗粒的分散性。在分散介质中的纳米颗粒,总是服从布朗运动,颗粒间存在着相互吸引力与相互排斥力。国内外的研究都是基于减少纳米颗粒之间的吸引力,提高排斥力进行的。在一定条件下,提高分散性有以下几个途径:

1) 选择合适的分散剂,提高粒子之间的斥力;

2) 调节分散体系的pH 值,使纳米颗粒表面的双电层厚度增大,增大排斥

能;

3) 选用吸附能力强的聚合物,如亲水性表面活性剂吸附于TiO2表面,有利于增大TiO2粒子在水中的排斥能,提高分散性。冒爱琴先研究了十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠和多聚磷酸盐等阴离子改性剂对纳米TiO2的分散性的影响。 由于阴离子表面活性剂的亲水基团带负电荷,当pH 大于TiO2等电点时,与TiO2粒子表面电性相同,两者之间存在静电斥力,因而提高了TiO2粒子在水中的分散稳定性。接着又用空间位阻稳定理论解释了聚合物依靠色散作用和氢键作用吸附于粒子表面,增强了TiO2粒子在水中的分散性。黄毅,彭兵等研究了聚乙二醇和聚丙烯酸类的阴离子聚合物分散剂共同作用对TiO2粒子在水中分散性的影

14

响,同时研究了体系的离子浓度对分散性的影响。研究表明,在低离子浓度下,加入适量的聚乙二醇和聚丙烯酸类的阴离子聚合物分散剂,可以明显改善TiO2粒子在水中的分散性。

4.2提高光触媒TiO2对织物的结合牢度

引入聚氨酯等交联剂,聚氨酯是主链含有氨基甲酸酯基( - NHCOO - ) 重复结构单元的一类聚合物,由异氰酸酯(单体) 与羟基化合物聚合而成。聚氨酯中含有较多的反应性基团,大分子间发生交联,又由于含有较多氨基甲酸酯基( - NHCOO- ) 、脲基( - NHCONH - ) 等极性基团,在强静电作用下,便可产生较多的氢键,形成氢键交联,具有良好的成膜性、韧性、耐磨性和粘合性,可以提高光触媒TiO2对织物的结合牢度。 3.1.3纳米光催化TiO2的应用

纳米TiO2 能处理多种有毒化合物,包括工业有毒溶剂、化学杀虫剂、木材防腐剂、染料及燃料油等,迄今详细研究过的有机物达100种以上。此外,TiO2光催化技术也被用于无机污染物的处理。利用光催化法在柠檬酸根离子存在下,可以使Hg2+被还原成Hg而沉积在TiO2表面;此法同样适用于铅。TiO2光催化可能降解的无机污染物还有氰化物,SO2、H2S、NO和NO2等有害气体也能被吸附在TiO2表面,在光的作用下转化成无毒无害物质。 1.空气净化

当前解决空气污染主要有物理吸附法(活性炭)、臭氧净化法、静电除尘法、负氧离子净化法等,但是这些方法自身都有着难以克服的弊端,所以一直难以大范围地推广使用。与其相比,利用纳米光催化TiO2净化空气则有如下优点:降解有机物的最终产物是CO2和H2O,没有其它毒副产物出现,不会造成二次污染;纳米微粒的量子尺寸效应导致其吸收光谱的吸收边蓝移,促进半导体催化剂光催化活性的提高;纳米材料比表面积很大,增强了半导体光催化剂吸附有机污染物的能力。

利用纳米光催化TiO2治理空气污染已经得到广泛应用,国内外都出现了很多产品,例如纳米空气净化器、中央空调净化模块、光触媒涂料等,市场前景非常广阔。 2.水处理

15

TiOSO4+2NH3?H2O= TiO(OH)2↓+(NH4)2SO4

TiO(OH)2煅烧得到TiO2:

TiO(OH)2= TiO2+H2O

3.存在的问题

目前,以TiOSO4为原料制备纳米TiO2过程中存在的主要技术问题:①在工艺技术上,TiOSO4的水解产物过滤、洗涤较为困难。除在工艺上加以改进外,还可采用多孔陶瓷膜分离技术或隔膜压滤机对溶液进行洗涤过滤,国内在这方面已有成熟的工业化经验;②将锐钛型TiO2完全转化为金红石型TiO2时,必须在较高的温度下通过长时间的加热,这必将导致粒子的团聚或烧结,产品的分散性变差,影响产品的使用效果和应用领域,均匀沉淀法可引入冷冻干燥、共沸蒸馏、超临界干燥和表面处理等技术来减少颗粒之间的团聚。目前就如何对纳米粒子大小、形态进行有效的控制,通过表面改性提高产品性能以及降低生产成本,减轻纳米TiO2产品的团聚,提高其分散性将是今后研究发展方向。只要严格控制工艺条件,就可制得粒径小、粒度分布窄、分散性好的纳米TiO2。

总之,纳米TiO2因其具有的特殊的物理、化学性质及其广阔的应用前景,必将拥有巨大的市场需求。尽管在我国纳米TiO2的市场刚刚形成,但是随着纳米产品的普及以及人们消费观念的改变,以及纳米技术和对纳米TiO2产品应用的不断深入、市场的不断规范和发展,纳米TiO2必将迎来广阔的市场发展空间并带来巨大的社会和经济效益。 参考文献:

[1]Lu Y,Liaw P K,The mechanical properties of nanostructured materials.JOM,2001,53(3):31.

[2]Gary Stix,微观世界里的大科学,科学,2001,(12):1820.

[3]张璐,姚素薇,张卫国,等.氧化铝纳米线的制备及其形成机理[J].物理化学学报,2005,2(11):12541288..

[4]李英品,周晓荃,周慧静,等.纳米结构MnO2的水热合成、晶型及形貌演化[J].高等学校化学学报,2007,28(7):12231226..

[5]Ledenstoy

N N,Crystalline

21

growth characteristics,Mater

Prog,1998,35(24):289.

[6]王结良,梁国正,纳米制备新技术研究进展[J].河南化工,2003,(10):7l0.

[7]王林等:纳米材料在一些领域的应用及其前景[J].纳米科技,2005,(4),690.

[8]刘建伟,刘有智,超重力技术制备纳米氧化锌的工艺研究[J].化学工程师,2001,(5):2122.

[9]姚斌,丁炳哲,纳米材料制备研究[J].科学通报,1994,39:1656. [10]刘海鹏等:纳米技术及其在精细化工中的应用[J].纳米科技,2005,(4),1820,360.

[11]张万忠,李万雄,纳米材料研究综述[J].湖北农学院学报,2003,23(5):397340.

[12] Takaki S,Yatsuya S.Nanoparticle produced by sputtering[C]//14th International Congress on Electron Microscopy[J].Cancun,Mexico:[s.n] 1998:469470..

[13]杜芳林,崔作林,张志锟,等.纳米铜的制备、结构及催化性能[J].分子催化,1997,18(3):4648..

[14]魏胜,王朝阳,黄勇,等.蒸发冷凝法制备纳米Al粉及其热反应特性研究[J].原子能科学技术,2002,36(4):367370..

[15]张立德,纳米材料研究简介[J].物理教学,2001,23(1):25. [16]苏品书,超微粒子材料技术[J].湖北:武汉出版社,1989:56.

[17]王泽红等:CASO晶须制备技术及应用研究[J].矿冶,2005,(2),3841. [18]戴静等:硼酸盐晶须在复合材料中的应用[J].化工矿物与加工,2005,(10),3638,.

[19]Jiang Jie,Yu Shuhong,Yao Weitang,et al.Morphogenesis and

22

crystallization of Bi2S3.nanostructures by an ionic liquidassisted templating

route:synthesis,formation

mechanism,and

properties[J].Chem.Mater.,2005,17(24):60946100..

[20]靳刚:纳米生物技术和纳米医学[J].纳米科技,2005,(3),25.

[21]梁勇:纳米微料在医学中的应用[J].中国粉体工业,2005,(3),35. [22]赵荣祥,徐铸德,李赫,等.离子液介质中硫化铋单晶纳米棒制备与表征[J].无机化学学报,2007,23(5):839843..

[23]刘跃进,李振民,水热法合成云母氧化铁结晶条件[J].化工学报,2004,55(5):20.

[24]张立德,纳米材料与纳米结构[J].北京:化学工业出版社,2000. [25]顾惕人,朱步瑶等.表面化学[M].北京:科学出版社,1994.

[26]Lou Wenjing,Chen Miao,Wang Xiaobo,et al.Novel singlesource precursors approach to prepare highly uniform Bi2S3 and Sb2S3 nanorods via a solvothermal treatment[J].Chem.Mater.,2007,19(4):872878..

[27]Liu Zhaoping,Liang Jianbo,Li Shu,et al.Synthesis and Growth Mechanism of Bi2S3 Nanoribbons[J].Chem.Eur.J.,2004,10(3):634640..

[28]陈为亮等:化学还原法制备纳米银粉的研究[J].纳米科技,2005,(4),3740.

[29]张登松,施利毅,纳米材料制备的若干新进展[J].化学工业与工程技术,2003,24(5):3236.

[30] Zhang Weixin,Yang Zeheng,Huang Xinmin,et al.Low temperature growth of bismuth sulfide nanorods by a hydrothermal method[J].Solid State Commun.,2001,119(3):143146..

[31]张登松,施利毅,纳米材料制备的若干新进展[J].化学工业与工程技术,2003,24(5):3236

23

24

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/q18x.html

Top