二氧化鈦的應用

新型環(huán)境凈化材料——

納米二氧化鈦姓名：學號：班級：目錄

TiO2的結構納米TiO2的性質(zhì)納米TiO2的應用納米TiO2的應用前景納米TiO2簡介

納米二氧化鈦是金紅石型白色疏松粉末，屏蔽紫外線作用強，有良好的分散性和耐候性?？捎糜诨瘖y品、功能纖維、塑料、涂料、油漆等領域，作為紫外線屏蔽劑，防止紫外線的侵害。也可用于高檔汽車面漆，具有隨角異色效應。

TiO2俗稱鈦白粉，它主要有兩種結晶形態(tài)：銳鈦型（Anatase）（簡稱A型）和金紅石型（Rutile）（簡稱R型）[5]。金紅石型TiO2比銳鈦型TiO2穩(wěn)定而致密，有較高的硬度、密度、介電常數(shù)及折射率，其遮蓋力和著色力也較高。而銳鈦型TiO2在可見光短波部分的反射率比金紅石型TiO2高，帶藍色色調(diào)，并且對紫外線的吸收能力比金紅石型低，光催化活性比金紅石型高[6]。在一定條件下，銳鈦型TiO2可轉(zhuǎn)化為金紅石型TiO2。TiO2的結構晶格結構二氧化鈦有板鐵礦、銳鐵礦和金紅石三種晶體結構，其組成結構的基本單位均是TiO6八面體，區(qū)別在于TiO6八面體通過共用頂點還是共邊組成骨架，見圖(a)。銳鈦礦結構是由TiO6八面體共邊組成，而金紅石和板鈦礦結構則是由八面體共頂點且共邊組成。納米TiO2的性質(zhì)1.晶型的性質(zhì)TiO2存在金紅石型、銳鈦型、板鈦型等三種主要晶型。2.光學性質(zhì)由于TiO2納米粒子既能散射又能吸收紫外線，故它具有很強的紫外線屏蔽性。3.半導體性能由于存在著顯著的量子尺寸效應，納米TiO2具有特殊的光物理和光化學性質(zhì)。4.光催化基于納米二氧化鈦的特殊晶體結構和面結構，納米二氧化鈦具有優(yōu)異光催化性能。借助于太陽光中的3％～4％的紫外光，利用二氧化鈦作載體處理有機污染物，稱為光催化降解處理技術。TiO2的應用

納米TiO2作為一種21世紀的新型多功能材料，廣泛應用于環(huán)境保護、化妝品、涂料、特殊材料的制備以及醫(yī)藥等方面。下面主要講述納米TiO2在環(huán)境保護方面的的應用。1.氣體凈化

環(huán)境有害氣體可分為室內(nèi)有害氣體和大氣污染氣體。室內(nèi)有害氣體主要有裝飾材料等放出的甲醛及生活環(huán)境中產(chǎn)生的甲硫醇、硫化氫及氨氣等TiO2

通過光催化作用可將吸附于其表面的這些物質(zhì)分解氧化，從而使空氣中這些物質(zhì)的濃度降低，減輕或消除環(huán)境不適感。2.抗菌除臭

抗菌是指TiO2在光照下對環(huán)境中微生物的抑制或殺滅作用。TiO2光催化劑對綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等具有很強的殺菌能力。當細菌吸附于由納米二氧化鈦涂敷的光催化陶瓷表面時，TiO2被紫外光激發(fā)后產(chǎn)生的活性超氧離子自由基

和羥基自由基

能穿透細菌的細胞壁，破壞細胞膜質(zhì)，進入菌體，阻止成膜物質(zhì)的傳輸，阻斷其呼吸系統(tǒng)和電子傳輸系統(tǒng)，從而有效地殺滅細菌，并抑制細菌分解有機物產(chǎn)生臭味物質(zhì)(如H2S、SO2、硫醇等)。

因此，納米TiO2能凈化空氣,具有除臭功能。3.處理無機污水

除有機物外，許多無機物在TiO2，表面也具有光學活性，例如無機污水中的Cd6+接觸到TiO2催化劑表面時，能夠捕獲表面的光生電子而發(fā)生還原反應，使高價有毒的

Cd6+降解為毒性較低或無毒的Cd3+,從而起到凈化污水的作用；一些重金屬離子如Pt3+、Hg2+

，

等，在催化劑表面也能夠捕獲電子而發(fā)生還原沉淀反應，可回收污水的無機重金屬離子。4.防霧TiO2薄膜在光照下具有超親水性和超永久性，因此其具有防霧功能。如在汽車后視鏡上涂覆一層氧化鈦薄膜，即使空氣中的水分或者水蒸氣凝結，冷凝水也不會形成單個水滴，而是形成水膜均勻地鋪展在表面，所以表面不會發(fā)生光散射的霧。當有雨水沖過，在表面附著的雨水也會迅速擴散成為均勻的水膜這樣就不會形成分散視線的水滴，使得后視鏡表面保持原有的光亮，提高行車的全性。5.對氟里昂的降解

由于氟里昂有良好的致冷效果而被廣泛應用于冰箱、空調(diào)中，但它們能消耗空氣中的臭氧，同時自身不易分解，造成了嚴重的臭氧空洞，危害了人們的健康。而TiO2對于CFCl3的降解具有良好的光催化活性，用TiO2/WO3體系降解CFCl3，在100h內(nèi)保持催化效率高于99.6%。

另外，TiO2可降解某些塑料，達到消除白色污染的功能。TiO2還對其它物質(zhì)有降解功能，比如馮良榮等人研究發(fā)現(xiàn)納米TiO2對表面活性劑SDBS的降解有很好的效果。6對氟里昂的降解

由于氟里昂有良好的致冷效果而被廣泛應用于冰箱、空調(diào)中，但它們能消耗空氣中的臭氧，同時自身不易分解，造成了嚴重的臭氧空洞，危害了人們的健康。而TiO2對于CFCl3的降解具有良好的光催化活性，用TiO2/WO3體系降解CFCl3，在100h內(nèi)保持催化效率高于99.6%。

另外，TiO2可降解某些塑料，達到消除白色污染的功能。TiO2還對其它物質(zhì)有降解功能，比如馮良榮等人研究發(fā)現(xiàn)納米TiO2對表面活性劑SDBS的降解有很好的效果。7.自清潔

納米TiO2具有很強的“超親水性”，在它的表面不易形成水珠，而且納米TiO2在可見光照射下可以對碳氫化合物作用。利用這樣一個效應可以在玻璃、陶瓷和瓷磚的表面涂上一層納米TiO2薄層有很好的保潔作用。納米TiO2光催化作用使得高層建筑的玻璃、廚房容易粘污的瓷磚、汽車后視鏡及前窗玻璃的保潔都可很容易地進行。8.對有機廢水的處理納米TiO2復合材料對有機廢水的處理，效果十分理想。潭湘萍采用新型載銀TiO2的TSA復合催化劑，對印染和精煉廢水生化處理后的出水進行深度處理，光照120min后，印染和精煉廢水的CODcr去除率分別為75.3%和83.4%。方佑齡等人用浸漬法制備了漂浮于水面上的TiO2光催化劑，研究了其對辛烷的光催化分解。這為解決海洋石油污染提供了一種切實可行的辦法。余家國等人研究了在太陽光照射下用多孔納米TiO2薄膜處理水溶液中的敵敵畏有很好的效果。納米TiO2還可有效地用于含CN—的工業(yè)廢水的光催化降解。納米TiO2其他方面的應用涂料納米氧化鈦汽車漆專用納米氧化鈦防曬化妝品用金紅石納米二氧化鈦化妝品專用納米二氧化鈦