纳米二氧化钛应用前景及功能介绍

引言

纳米技术是 2 1 世纪的三项伟大发明之一,它研 究的物质结构尺寸在 0.1 nm~1 00 nm，纳米材料的粒径为纳米级,性质非常活泼,有很 强的化学反应性。纳米金属材料在空气中能氧化, 并燃烧发光。纳米材 料是一类超细材料,具有小尺寸效应、表面效应、宏 观量子隧道效应等一些特殊性能。因此,成为多领 域关注的热点,纳米技术的进步可以为化学、材料、 物理及生物等学科提供新的发展空间。

纳米二氧化钛的性质及结构

二氧化钛，也称为钛白粉，化学式为TiO2，是性能优异的白色颜料。纳米二氧化钛是无机功能材料中的重要一种, 亦称为纳米钛白粉。纳米二氧化钛，是采用特殊工艺制得的微粒细小的二氧化钛粉末，与普通二氧化钛相比，其化学稳定性、热稳定性、分散性、非迁移性、亲水性、耐候性、抗菌自洁性、防紫外线等特性更为优异，可应用范围更为广泛，其在高端应用领域以及特殊应用领域对普通二氧化钛具有较强替代性。随着纳米技术的发展,其应用领域会得到进一步拓展。

　　纳米二氧化钛抗菌自洁功能优异，具有抗菌能力强、抗菌谱广、抗菌时效长、无毒安全等特性，可用于制造抗菌纤维、抗菌防污涂料、抗菌卫生陶瓷洁具、抗菌荧光灯等产品；纳米二氧化钛防紫外线性能优良，能够透过可见光，吸收、反射、散射紫外线，是一种物理屏蔽型紫外线防护剂，由于其白度自然，可用于生产防晒类化妆品，还可以制造耐光老化涂料、塑料、油墨等产品；除此之外，纳米二氧化钛还可以用于污水处理、气体净化等环保领域，以及自洁玻璃生产、太阳能电池制造等方面。

　按照晶体类型来划分，纳米二氧化钛可以分为金红石型纳米二氧化钛、锐钛型纳米二氧化钛两种，其中，金红石型纳米二氧化钛生产技术壁垒较高。纳米二氧化钛生产技术主要包括物理气相沉积法（PVD）、化学气相沉积法（CVD）两大类，其中，化学气相沉积法可生产粒度更细、性能更优的产品，但其设备投资金额也相对更高。工业生产方法主要有两种：硫酸法和氯化法。

纳米二氧化钛应用的简单介绍

光敏染料太阳能电池(DSSC)；纳米材料由于表面活性中心的增多而具有催化 活性，纳米催化剂不需外加载体就能加入反应体 系；纳米二氧化钛既具有良好的分散性又能抗 菌,在食品包装薄膜中使用纳米 TiO2 ,可延长食品 保质期； 实验已经证明,纳米二 氧化钛对紫外线有阻隔作用,在中波区以吸收为主, 在长波区以散射为主。对纳米二氧化钛来说,粒径 为 1 0 nm~6 0 nm 屏蔽紫外线的效果最佳,因此添 加到化妆品中的纳米二氧化钛要求粒径就处在这个 范围；另外,纳米二氧化钛的分散性、透明性等性能 对屏蔽紫外线也有一些影响。20 世纪 70 年 代 开 发 了 二 氧 化 钛 的 光 催 化 技 术,在解决环境问题方面效果显著,纳米 TiO2 是当 前最具开发潜力的绿色环保型催化剂。涂料 纳米二氧化钛具有屏蔽紫外线、杀菌、清除有害 气体等性能,将其添加到涂料中,涂膜的附着力、耐 候性、耐光性增强,机械强度、抗腐蚀性能大幅度提 高,耐酸、防水等性能也得到明显改善。

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