納米材料二氧化鈦、碳納米管的制備以及相關(guān)應(yīng)用的中期報(bào)告

納米材料二氧化鈦、碳納米管的制備以及相關(guān)應(yīng)用的中期報(bào)告一、納米材料二氧化鈦的制備納米二氧化鈦是一種具有優(yōu)異光電性能和催化活性的重要納米材料，其制備方法主要包括物理法、化學(xué)法和生物法等。1.物理法物理法主要包括濺射、熱處理和高能球磨等方法。其中，濺射法通過高能離子轟擊靶材表面制備納米二氧化鈦，需要高成本的設(shè)備和操作技術(shù)；熱處理法則是通過將鈦粉或鈦化合物熱處理以制備納米二氧化鈦，但其制備時(shí)間長(zhǎng)且易受環(huán)境因素影響；高能球磨則是將粉末浸泡于介質(zhì)中，利用高速旋轉(zhuǎn)的球體與粉末之間的撞擊、摩擦和剪切力來(lái)制備。2.化學(xué)法化學(xué)法主要包括溶膠-凝膠法、水熱法、沉淀法和水解-沉淀法等。其中，溶膠-凝膠法是將鈦酸酯或其它鈦化合物在溶劑中加熱、煅燒和退火等步驟制備納米二氧化鈦；水熱法則是在高溫、高壓條件下通過水熱反應(yīng)制備；沉淀法則是通過沉淀作用制備；水解-沉淀法則是在鈦酸酯水解過程中使用沉淀劑制備。3.生物法生物法主要包括微生物法、生物合成法和植物制備法等。微生物法通過利用微生物合成過程中的生物酶和有機(jī)物質(zhì)制備，具有低成本、高效率等優(yōu)勢(shì)；生物合成法則主要通過利用微生物或植物中的酶、蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)來(lái)制備；植物制備法則是通過植物葉表面形成的納米二氧化鈦顆粒來(lái)制備納米材料。二、碳納米管的制備碳納米管是一種異構(gòu)同素體，具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性和優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)等性能，是一種重要的納米材料，其制備方法主要有溶液法、物理法和化學(xué)氣相沉積法等。1.溶液法溶液法是利用碳的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)來(lái)制備碳納米管，其主要方法包括熱解法、氣-液接口法、離子液體法、水熱合成法和微波輔助法等。2.物理法物理法主要包括高能球磨法和熱處理法。其中，高能球磨法是將石墨或其他碳質(zhì)材料浸泡于溶劑中，利用高速旋轉(zhuǎn)的球體與碳質(zhì)材料之間的撞擊、摩擦和剪切力來(lái)制備；熱處理法則是將石墨等碳質(zhì)材料高溫處理使其分解，生成碳納米管。3.化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法主要是通過將碳化合物和金屬觸媒的混合氣體引入高溫反應(yīng)器中，在合適的反應(yīng)條件下，使其化學(xué)反應(yīng)生成碳納米管。三、相關(guān)應(yīng)用1.二氧化鈦的應(yīng)用納米二氧化鈦具有優(yōu)異的光催化、光電化學(xué)和抗菌等性能，在環(huán)保領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、能源領(lǐng)域等方面有著廣泛的應(yīng)用。其中，其在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)為空氣凈化、催化分解有機(jī)污染物、抗菌除味等方面；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括潛在的抗腫瘤和許多臨床治療方面；在能源領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)為太陽(yáng)能電池、染料敏化太陽(yáng)能電池等方面。2.碳納米管的應(yīng)用碳納米管具有廣泛的應(yīng)用前景，在生物醫(yī)學(xué)、能源儲(chǔ)存和傳感、材料強(qiáng)度和導(dǎo)電性等方面有著廣泛的應(yīng)用。其中，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，碳納米管可應(yīng)用于藥物輸送、醫(yī)學(xué)成像、生物檢測(cè)等方面；在能源儲(chǔ)存和傳感領(lǐng)域，碳納米管可應(yīng)用于鋰