【正文】 納米二氧化鈦抗菌涂料。在光催化治療癌癥方面，研究表明，TiO2受光激發(fā)生成的O；以及H202能夠氧化癌細胞并導致癌細胞的死亡。TiO2顆粒的這種殺傷能力明顯地增強?！　≡谌粘Ｉ钪腥藗兪请x不開塑料制品的，如衛(wèi)生間設(shè)施、桌而、垃圾箱、廚房用具、家用電器的塑料外殼、食品包裝袋等等，由于溫度、濕度合適，非常容易滋生感染細菌。徐瑞芬等利用納米Ti02作為無機抗菌劑，研制抗菌廣譜長效的功能塑料結(jié)果表明:采用銳鈦礦型納米二氧化鈦，經(jīng)表而包覆處理，呈現(xiàn)較好的分散性，與PE樹脂等高分子材料有較好的相容性，將其制備成抗菌塑料，具備長效廣譜的抗菌效果，安全穩(wěn)定，實施方便，在凈化環(huán)境方而具有廣闊的應(yīng)用前景。人們在使用陶瓷制品如浴盆、便池、碗、碟、盤以及各類建材，如內(nèi)墻磚、地磚等時，這些場所有著細菌賴以生存的溫度和濕度，會使這些陶瓷的表而沾染和滋生各種致病菌，人們與之接觸后很容易受到感染。 日本市場出售的抗菌瓷磚是在上釉后噴涂含二氧化鈦粉末的液體(分散液)，在800℃以上焙燒形成厚1mm以下的二氧化鈦膜而制成的，此二氧化鈦膜即使用海綿刷也不會擦掉，對大腸桿菌、等金黃色葡萄球菌均有良好的抗菌效果【１６】。纖維中摻加納米二氧化鈦制成的產(chǎn)品比一般的抗菌織物具有更強的抗菌效果和更多的耐洗次數(shù)。 廢水處理功能 光催化降解水中有機污染物是一項新興的水處理技術(shù)。納米TiO2能有效地將廢水中的有機物降解為COH2O、PO4N0鹵素等無機小分子，達到安全無機化的目的，染料廢水、農(nóng)藥廢水、表面活性劑、氟里昂、含油廢水等都可以被納米TiO2所氧化降解。當金屬離子接觸其表面使高價有毒的金屬離子Cr3十、Hg十，減少危害【１７】。目前常用的處理有機廢氣的方法有兩類：一類是破壞性方法，如焚燒法和催化燃燒法等，即將VOC轉(zhuǎn)化為C02和H20；另一類是非破壞方法，即回收法，常用的方法有吸附、冷凝和膜分離等。光催化氧化法是在正常環(huán)境下能將有機廢氣分解為C0H20和無機物質(zhì)，反應(yīng)過程快速高效，且無二次污染問題。由于二氧化鈦光催化氧化過程可以在常溫常壓下進行，所以特別適用于人類生存空間的氣體凈化。這些酸在空氣中以酸雨的形式沉降，和天然初期降雨中的酸離子濃度相差不大，通常能被粉塵中的堿中和【7】。隨著室內(nèi)裝修越來越被人們重視，隨之而來的室內(nèi)環(huán)境問題也更多地擺在人們面前。采用二氧化鈦光催化技術(shù)，主要是多相多元催化，能夠保證在常溫常壓下把多種有害有味氣體分解為無害無味物質(zhì)。 納米TiO2改性建筑涂料 利用二氧化鈦的光催化性和超親水性，將納米TiO2摻入建筑涂料中，可以提高涂料的防水性，防玷污性。有關(guān)專家認為，采用新技術(shù)研制出的納米TiO2改性涂料與傳統(tǒng)涂料相比，對人體，環(huán)境無任何傷害。此時，水吸附在氧空位中成為化學吸附水(表面羥基)，在其表面形成均勻分布的納米尺度的親水微區(qū)。 納米TiO2的防污主要是防止有機物在涂料表面的積聚，其作用機理一是其分解作用，在光照下納米TiO2不斷分解聚積于涂料表面的有機物，使涂料表面吸附的灰塵失去和涂料之間的夾層“有機膠粘劑”，從而很容易除去；二是其超親水性，在涂料表面產(chǎn)生一層水膜，將油性污染物與表面隔絕，不易在表面積聚。由于銳鈦型納米TiO2具有高的化學活性，因而也存在破壞涂膜，使其粉化的缺點。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平逐步得到提高，受健康衛(wèi)生的現(xiàn)代消費理念驅(qū)動，人們呈現(xiàn)出對抗菌材料制品越來越旺盛的需求態(tài)勢，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前僅家用電器領(lǐng)域，內(nèi)地的抗菌類家電的銷售額已達到140億元，而5年前我國的抗菌制品市場還是一片空白。納米Ti02是一種新型的無機抗菌劑，具有優(yōu)異的光催化性能及廣譜的殺菌效能，已經(jīng)引起了國內(nèi)外許多領(lǐng)域科學家的廣泛關(guān)注，而我國鈦資源豐富，而二氧化鈦光催化劑又是“清潔的”抗菌劑，優(yōu)先考慮發(fā)展此類抗菌材料，躋身于國際先進水平，對創(chuàng)造潔凈環(huán)境，保護人民健康具有重要作用。納米超細二氧化欽粉體的制備方法，可以概括為氣相法和液相法。此外，還有美國的卡博特公司和日本的Aerosil公司等采用這種方法生產(chǎn)超細Ti02粉體。 該工藝特點是過程較短，自動化程度高，但過程溫度較高，且HC1的生成使設(shè)備腐蝕嚴重，對設(shè)備材質(zhì)要示較嚴，對工藝參數(shù)控制要求精確，因此產(chǎn)品成本較高，一般廠家難以承受。方案B中，粒子的生成、生長和晶型的轉(zhuǎn)變在第I、II反應(yīng)器中同時進行。該工藝的優(yōu)點是自動化程度高，原料易得，產(chǎn)品粒度細，單個顆粒分散性好，可以分別制備出銳鈦礦型、混晶型和金紅石型納米Ti02粉體。 鈦醇鹽氣相水解法 該工藝最早是由美國麻省理工學院開發(fā)成功的，可以用來生產(chǎn)單分散的球形納米TiO2，其化學反應(yīng)式【１０】:生產(chǎn)工藝流程示意圖為【１２】：圖23鈦醇鹽氣相水解法制備納米Ti02的工藝流程圖 生產(chǎn)中，將鈦醇鹽蒸氣和水蒸氣分別引入反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，鈦醇鹽蒸氣經(jīng)噴霧和載氣激冷形成Ti(OR)4氣溶膠顆粒，然后與水蒸氣快速水解形成二氧化鈦超細顆粒。 日本曹達株式會社和出光興產(chǎn)株式會社就是采用這種式藝生產(chǎn)納米二氧化鈦。這種工藝可以獲得平均原始粒徑為10 —150mm，比表面積為50—300㎡/g 的非晶型納米二氧化鈦。 這種工藝的特點是操作溫度較低，能耗小，對材質(zhì)要示不是很高，并且可以連續(xù)化生產(chǎn)，缺點是原料鈦醇鹽昂貴，不能直接合成金紅石型納米二氧化鈦。以鈦酸丁酷為酯: 日本出光興產(chǎn)公司用這種方法生產(chǎn)球形非晶型納米Ti02，據(jù)稱，為提高分解反應(yīng)速率，載氣中最好含水量有水蒸汽，分解溫度以250—350℃為合適，—10 s，其流速為10—1000mm/ s，%—10%,為提高所生成納米Ti02的耐候性，可向熱分解爐同時導入易揮發(fā)的金屬化物(如鋁、鈉的醇鹽)蒸氣，使納米TiO2粉體制備和無機表面處理同時進行。該工藝特點是可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，反應(yīng)速度快。但設(shè)備的型式、材質(zhì)，反應(yīng)的加熱和進料及產(chǎn)物顆粒的收集和存放等問題有待進一步研究。6液相法 溶膠一凝膠法是制備納米材料的濕化學方法中較為重要的一種，以鈦醇鹽Ti(OR)4 為原料，通過水解和縮聚反應(yīng)制得溶膠再進一步縮聚得到凝膠。 沉淀法是在包含一種或多種粒子的可溶性鹽溶液中加入沉淀劑后，形成不溶性的氫氧化鈦或鹽類從溶液中析出，并將溶液中原有的陰離子洗去，經(jīng)高溫鍛燒即得到所需的氧化物粉料。 共沉淀法(液相沉淀法)含有多種陰離子的溶液中加入沉淀劑后，所有粒子完全沉淀的方法稱為共沉淀法。這種方法所制備的二氧化鈦質(zhì)地白，可用于制備陶瓷、化妝品等。其化學反應(yīng)式為:生產(chǎn)工藝流程示意圖為【１４】： TiOSO4水解法制備納米Ti02的工藝流程圖 日本帝國化工公司的SIT系列產(chǎn)品和芬蘭凱米拉公司的LTVTitan系列產(chǎn)品就是通過這種工藝生產(chǎn)的。 均勻沉淀法 均勻沉淀法是利用某一化學反應(yīng)使溶液中的構(gòu)晶離子由溶液中緩慢、均勻地釋放出來。代表性試劑是尿素，其反應(yīng)原理如下【１５】:生產(chǎn)工藝流程示意圖為【１６】：均勻沉淀法制備納米Ti02的工藝流程圖 日本帝國化工公司、石原產(chǎn)業(yè)公司、氧化欽公司、芬蘭凱米拉公司等都采用與此相似的方法生產(chǎn)超細TiO2。在此工藝中，尿素的水解速度是決定超細TiO2顆粒粒徑和產(chǎn)物收率的關(guān)鍵。加入陰離子表面活性性，使溶膠轉(zhuǎn)化成親油性的聚集體。 該工藝過程的關(guān)鍵在于膠溶溫度和膠溶劑濃度的控制。 水熱合成法 近年來，將近微波技術(shù)和電極埋弧等新技術(shù)引入水熱法，合成了一系列納米級陶瓷粉末使水熱法成為最有前景的納米二氧化鈦合成技術(shù)之一。 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，第一步是制備鈦的氫氧化物凝膠，反應(yīng)體系有四氯化鈦與氨水體系和鈦醇鹽與水體系。 該法制備的TiO2粉體具有晶粒發(fā)育完整、原始粒徑小、分布均勻、顆粒團聚較少的特點。但水熱合成法畢竟是高溫、高壓下的反應(yīng)，對材質(zhì)和安全要求較嚴，操作復雜，能耗較大，因而成本偏高。它是指熱力學穩(wěn)定分散的互不相溶的液體組成的宏觀上均一而微觀上不均勻的液體混合物，一般由表面活性劑,助表面活性劑(通常為醇類)、油(通常為碳氫化合物)和水（或電解質(zhì)溶液)組成。其大小可控制在幾至幾十納米之間?；瘜W反應(yīng)就在水核內(nèi)進行，因而粒子的大小可以控制。反應(yīng)完成后，通過超速離心，使納米微粉與微乳液分離，再以有機溶劑除去附著在表面的油和表面活性劑，最后干燥處理得到超細粉體。但是由于使用大量的表面活性劑，很難從獲得的最后粒子表面除去。 參考文獻[1] 戴金輝,[M.]：哈爾濱工業(yè)大學出版社,.[2] [D.].四川大學碩士學位論文,.[3] 冉東凱,[D.]天津工業(yè)大學材料科學與化學工程學院,.[4] [D.].上海大學碩士學位論文,.[5] 劉小風,[J.].上海涂料，2007(7)。恩師之情，溢于言表，且如和風細雨潤物無聲。韓愈云“生乎吾前，其聞道也先乎吾，吾從而師之；生乎吾后，其聞道也亦先乎吾，吾從而師之。”成文始終，得益于好友慷慨相助，感激之情，不勝言表。騏驥一躍，不能十步；駑馬十駕，功在不舍，舍之，朽木不折；鍥而不舍，金石可鏤。