【正文】 另外，我也要感謝吳小剛、孫德善、宋楊、王玥 等我親愛的同學(xué)朋友們，對我論文的資料來源收集與格式規(guī)范化提供了一些幫助 ， 他們在我繁忙時提醒我要注意的論文事項以及需要及時完成的任務(wù)，有利于我順利完稿、交稿。借此 機會，我想對我的指導(dǎo)老師以及幫助過我的同學(xué)朋友致以最真摯的謝意。為得到性能更好的納米 TiO2粉體提供更多的參考 ，為開發(fā)納米TiO2的潛在應(yīng)用提供一定的借鑒。重點闡述納米二氧化鈦的制備方法，比較各種方法所得到的產(chǎn)品在 粒徑、晶型形態(tài)控制以及制備條件等方面的優(yōu)缺點 ,可以看出，液相水解法的基本步驟不多，原料來源廣泛，成本較低，但是粉體純度低、工藝參數(shù)要求嚴(yán)格、粒徑難以控制；氣相法的 有點是基本原理相對簡單，得到的產(chǎn)品純度高、粒度小、分布均勻，但缺點是產(chǎn)量較低，而且對設(shè)備材質(zhì)要求高，很難實現(xiàn)工業(yè)化； 溶膠 凝膠法工藝原料的純度較高， 可制得純度高 、 粒徑小 、 粒度分布窄的納米 TiO2 粉體，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 。 (3)加速實驗研究成果向產(chǎn)業(yè)化制備的轉(zhuǎn)化。 為了更加廣泛的應(yīng)用納米 TiO2，最好的辦法是添加合適的物質(zhì)，使其充分吸收可見光的能量，對有機物進(jìn)行降解 [22]。目前光催化氧化法均以高壓汞燈 、黑光燈 、 紫外線殺菌燈為光源，能耗十分大 。 液相法生產(chǎn)納米 TiO2 具有原料來源廣 、 成本低 、 設(shè)備簡單 、 易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，均勻沉淀法 、 微乳化法是適宜工業(yè)化生產(chǎn)的主要方法 。 但納米 TiO2 大規(guī)模制備還不夠方便，應(yīng)用還有許多局限性，許多應(yīng)用還處于起 步階段。 20 世紀(jì) 90年代發(fā)展起來的染料敏化納米晶太陽能電池具有許多優(yōu)點 ， 已成為該領(lǐng)域研究的熱點 。 對于抗青霉素的金黃色葡萄球菌，熒光燈照射 1h 后，其去除率可達(dá) 99%以上 。 另外，在 TiO2 光催化反應(yīng)中，一些芳香族化合物的光催化降解過程往往伴隨著各種中間產(chǎn)物的生成，有些中間產(chǎn)物具有相當(dāng)大的毒性，從而使芳香族化合物不適于液相光催化反應(yīng)過程，如水的凈化處理 。納米二氧化鈦可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，可應(yīng)用于細(xì)菌密集、易繁殖的場所的內(nèi)墻涂飾。 納米二氧化鈦在廢水處理方面有許多的優(yōu)點，其工藝和設(shè)備簡單，能耗低、可利用部分太陽光，氧化能力強，對其進(jìn)行磁性參雜后可便于回收，無二次污染，所以近幾年二氧化鈦在水的深度處理方面得到了廣泛的研究，有非常好的應(yīng)用前景。 3 納米二氧化鈦的應(yīng)用 在廢水處理中的應(yīng)用 [17] 事實上在紫外光照射下產(chǎn)生的表面羥基的強氧 化能力 ， 納米二氧化鈦材料可分解 、 降解各類復(fù)雜的有機物 。 二氧化鈦在干粉狀態(tài)通常帶有靜 電荷，在液態(tài)介質(zhì)中因表面帶有電荷就會吸附 相反的電荷而形成擴散雙電層，使顆粒有效直徑增加，當(dāng)顆粒彼此接近時，因異性電荷而相斥，有利于分散體系的穩(wěn)定 [16]。這種表面羥基可以提高TiO2作為吸附劑及各種載體的性能，為表面改性提供方便。 HO 有很強的氧化能力，可以氧化有機物生成CO2和 H2O 等無機小分子，即發(fā)生了光催化反應(yīng)過程。 O2，而空穴將吸附在 TiO2表面的 OH和 H2O 氧化成 銳欽型 TiO2的八面體呈 明顯的斜方晶型畸變 ,Ti一 O 鍵距離均很小且不等長 , 分別為 x 10 一 10m 和 X 10 一 10m ,這種不平衡使 TiO2分子極性很強 , 強極性使 TiO2表面易吸附水分子使水分子極化而形成表面淡基 ,這種表面經(jīng)基的特殊結(jié)構(gòu)使其表面改性成為可能 , 它可作為廣義堿與改性劑結(jié)合 , 從而完成對 TiO2的表面改性 [14]。 其中銳欽礦型 TiO2屬于四方晶系 , 其晶格參數(shù) a。 缺點是原料成本高，干燥 、 煅燒時凝膠體積收縮大，易造成納米 TiO2 顆粒間的團聚 [13]。將溶膠室溫靜置 24小時得凝膠 ,凝膠經(jīng) 100℃ 烘干 , 制得干燥的 TiO2凝膠。 焙 燒 具 體 過程 : 常 溫 下大 約 10℃ /min 升 溫 到 800 ℃ ， 保溫 2h后 取 出 。 然 后將 溶 液 A 于 劇烈 攪拌 下 緩 慢 滴 入 溶液 B中， 約 20min 滴 完 ， 然 后 繼續(xù) 攪拌 15min。 俞 澤民 [10]等 以 鈦酸 丁 酯為 前 軀 體， 以乙 醇 為 溶 劑 ， 以 冰 乙 酸 為催 化劑 ，用 溶膠 － 凝 膠 法合成 了 TiO2 凝 膠 。 該工藝制得的粉體晶型一般是銳鈦礦和金紅石的混合型，該工藝的特點是生產(chǎn)過程較短，自動化程度高 。 TiCl4 氣相氧化法 6 氣相氧化法采用氮氣攜帶 TiCl4 和氧氣分別預(yù)熱后在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng) 。 Sekhar S 等研究發(fā)現(xiàn) : 在用硫酸氧鈦水解法制備納米二氧化鈦時 , 攪拌速度的變化對制備過程中的化學(xué)動力學(xué)并沒有影響 , 當(dāng)粒子的粒徑主要集中在 60～ 80nm 或 4～ 8nm 之間時 , 對粒子粒徑的影響也 可忽略 , 但當(dāng)粒子粒徑在 ～ 之間時 ,粒子的粒徑會隨攪拌速度的增大而變小 。 美國的 Tioxide 公司、日本的原產(chǎn)業(yè)公司、芬蘭的凱米拉公司都采用這種方法生產(chǎn) , 該法主要存在四氯化鈦精制難、粉體的純度低以及粒徑難以控制等問題 。 液相水解法 水解法是在一定條件下前驅(qū)物分子在水溶液體系下充 分水解 , 制備納米粒子的方法 。 因此作為科研人員 ,改進(jìn)現(xiàn)有的合成工藝 , 尋求粉體質(zhì)好、操作簡單、成本低、易于工業(yè)化生產(chǎn)的合成工藝是當(dāng)前工作的重中之重 。 本文主要分析和闡述納米二氧化鈦的制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及應(yīng)用 [4]。常規(guī) Ti02納米化后，除了具有小尺寸效應(yīng)納米材料是、表面效應(yīng) 、 量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng) , 并表現(xiàn)出一系列獨特的電學(xué) 、 光學(xué) 、 磁學(xué) 、 熱學(xué) 、 力學(xué)及催化性能。 sol gel method。其次，描述了 納米二氧化鈦的 基本結(jié)構(gòu)，并從表面超親水性、表面羧基 、表面酸堿性等方面來論述納米 TiO2的表面性質(zhì)。 納米二氧化鈦的研究進(jìn)展 專業(yè)：化學(xué) 班級： 10化學(xué) 姓名：潘橋德 目錄 引 言 ............................................................................................................................ 3 1 納米二氧化鈦的制備 .......................................................................................... 4 液相水解法 .......................................................................................................... 4 氣相法 ................................................................................................................... 5 溶膠 凝膠法 ........................................................................................................ 6 2 納米二氧化鈦的結(jié)構(gòu)與性能 ............................................................................ 9