納米tio2的制備與應用(編輯修改稿)
2024-09-01 10:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 l4與NaOH反應得到TiO(OH)2沉淀的特殊液相水解法，生產(chǎn)出的產(chǎn)品粒徑在10nm50nm間，高濂等利用控制醇鹽水解的方法發(fā)現(xiàn)用直接沉淀法和乙醇洗滌法均能獲得團聚少，粒徑在15nm左右的粉體，而且乙醇洗滌法能進一步減少粉體的團聚，但共沸蒸餾反而增加了粉體的團聚度。Ayllon課題組采用鈦酸丁酯的微波水解路徑合成了銳鈦礦型的TiO2粒子，他們將含氟的配合物在微波輻射下再水解，但制備的TiO2不顯示光催化活性。（2）溶膠凝膠法溶膠凝膠法多以鈦醇鹽為前驅(qū)體[3]，在有機介質(zhì)中進行水解、縮合反應，溶液經(jīng)溶膠凝膠過程得到凝膠，加熱干燥得超細TiO2。目前世界上采用該法生產(chǎn)納米級二氧化鈦的廠家主要有日本崗村制油公司，住友化學公司。溶膠凝膠法制備的顆粒尺寸分布寬，顆粒堆積形成的孔分布也相應較寬。此外，也有以無機鈦鹽制備的溶膠法，如TiOSO4與堿液反應得到TiO(OH)=沉淀，經(jīng)離心洗滌除去Na+，SO42等雜質(zhì)離子，再在酸性溶液中發(fā)生膠溶反應：TiO(OH)2+H+→TiO(OH)+ + H2O再加陰離子表面活性劑如DBS變成凝膠，用有機溶劑二甲苯等萃取抽提，對得到的透明水合TiO2膠粒進行熱處理生成超細TiO2。張敬暢等人以TiCl4為原料，將溶膠凝膠法結合超臨界流體干燥(SCFD)，較大程度的消除凝膠粒子團聚的表面張力，制備出了粒徑在36nm之間的超細TiO2。王曉慧等用硫酸鈦為原料，制得具有較高化學純度的超微TiO2粒子。（3）液相沉淀法采用液相沉淀反應也是應用研究很多的方法，如水熱合成和液相中和反應法，水熱合成以含鈦溶液和二次蒸餾水制得透明混合物，加入沉淀劑如尿素等，在高溫高壓下水熱反應，使反應物重結晶，沉淀物可用丙酮洗滌，干燥制得TiO2粉體。液相中和反應法常以鈦液與堿中和反應得到無定形Ti(OH)4沉淀[14]。已見報道的原料有TiCl4膠液、偏鈦酸、鈦酸丁酯的水—乙醇混合液、Ti(SO4)2等。這一方法需要克服的是TiO2在煅燒過程中的團聚現(xiàn)象，張春光采用氨水為中和劑，較好的克服了顆粒團聚的問題。（4）均勻沉淀法均勻沉淀法是利用某一化學反應使溶液中的構晶離子由溶劑中緩慢釋放出來，通過化學反應使沉淀劑在整個溶液中緩慢生成，克服了由外部向溶液中加沉淀劑而造成沉淀劑的局部不均勻性，使過飽和度控制在合適范圍內(nèi)，從而控制粒子的生長速度，獲得的納米粒子粒度均勻、致密、便于過濾洗滌，是目前工業(yè)化前景較好的一種方法。任莉等采用該法，以尿素為沉淀劑，水合TiO2為原料，制得粒徑為1015nm的TiO2粉體。（5）水熱法水熱法是在特制的密閉容器（高壓釜）里，采用水溶液作為反應介質(zhì)，通過對反應容器加熱，創(chuàng)造一個高溫、高壓反應環(huán)境，使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解并且重結晶。水熱法制備粉體常采用固體粉末或新配制的凝膠作為前驅(qū)體。從1982年開始用水熱反應制備超細微粉的水熱法己引起國內(nèi)外的重視。水熱法能直接制得結晶良好的粉體，不需作高溫灼燒處理，避免了在此過程中可能形成的粉體硬團聚，而且通過改變工藝條件，可實現(xiàn)對粉體粒徑、晶型等特性的控制。同時，因經(jīng)過重結晶，所以制得的粉體純度高。然而，水熱法畢竟是高溫、高壓下的反應，對設備要求高，操作復雜，能耗較大，因而成本偏高。（6）微乳液法微乳液是最近發(fā)展起來的一種制備無機納米微粒的方法。近年來, 出現(xiàn)了用微乳液法制備金紅石型TiO2 納米材料的報道。此種方法制備納米顆粒的特點是操作簡單、粒徑大小可控、粒子分散性好等,與傳統(tǒng)的化學制備方法相比具有明顯的優(yōu)勢。微乳液是由水、油(有機溶劑)、表面活性劑和助表面活性劑組成的
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