纳米二氧化钛涂层制备及其阻垢性能

纳米二氧化钛基木材防腐剂制备及固着机理研究随着人们对环境保护意识的不断提高，传统的木材防腐剂已经无法满足人们的需求。

纳米技术的应用为木材防腐提供了新的思路和方法。

本文以纳米二氧化钛为基础，研究了纳米二氧化钛基木材防腐剂的制备及其固着机理。

一、纳米二氧化钛基木材防腐剂的制备1. 材料与仪器本实验采用的材料有：二氧化钛分散液、木材样品、甲醛、醋酸、乙醇、水等。

仪器有：紫外可见分光光度计、离子色谱仪、扫描电镜等。

2. 制备方法（1）制备纳米二氧化钛分散液：将二氧化钛粉末加入去离子水中，超声处理30分钟，离心沉淀，倒掉上清液，重复以上步骤2-3次，最后将二氧化钛沉淀加入水中，搅拌至分散均匀。

（2）制备纳米二氧化钛基木材防腐剂：将甲醛、醋酸、乙醇混合成溶液，将木材样品浸泡在溶液中，取出后放置于干燥器中烘干，再将纳米二氧化钛分散液喷洒于木材表面，烘干后即可得到纳米二氧化钛基木材防腐剂。

二、纳米二氧化钛基木材防腐剂的性能测试1. 红外光谱分析将样品放入红外光谱仪中进行测试，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂中的二氧化钛能够与木材表面形成化学键，从而有效地防止木材腐朽。

2. 离子色谱分析将样品放入离子色谱仪中进行测试，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂具有良好的防腐性能，能够有效地抑制木材中的微生物生长。

3. 扫描电镜观察将样品放入扫描电镜中进行观察，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂能够与木材表面紧密结合，形成稳定的保护层。

三、纳米二氧化钛基木材防腐剂的固着机理研究1. 表面电荷测试将样品放入表面电荷测试仪中进行测试，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂能够增加木材表面的负电荷密度，从而增强了其与二氧化钛粒子的吸附力。

2. 红外光谱测试将样品放入红外光谱仪中进行测试，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂中的甲醛、醋酸等活性物质能够与木材表面形成化学键，从而增强了其与二氧化钛粒子的相互作用力。

3. 扫描电镜观察将样品放入扫描电镜中进行观察，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂能够与木材表面形成致密的保护层，从而有效地防止木材腐朽。

纳米二氧化钛的制备实验综述摘要：纳米二氧化钛，亦称纳米钛白粉。

其外观为白色疏松粉末。

具有抗紫外线、抗菌、自洁净、抗老化功效，可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。

关键词：纳米二氧化钛、溶胶凝胶法、应用、发展前景溶胶凝胶法：溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。

凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

一、二氧化钛的性质：白色无定形粉末。

溶于氢氟酸和热浓硫酸，不溶于水、盐酸、硝酸和稀硫酸。

与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。

相对密度约4.0。

熔点1855℃。

二、纳米二氧化钛的应用1、杀菌：用TiO2光催化氧化深度处理自来水，可大大减少水中的细菌数，饮用后无致突变作用，达到安全饮用水的标准。

在涂料中添加纳米TiO2可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料，可应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌，防止感染。

因此，纳米TiO2能净化空气，具有除臭功能。

2、防紫外线：纳米二氧化钛的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。

其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对中波区和长波区紫外线均有效。

防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒,防晒能力较弱;随着粒径的减小,光线能透过纳米二氧化钛的粒子面,对长波区紫外线的反射、散射性不明显,而对中波区紫外线的吸收性明显增强。

其防晒机理是吸收紫外线,主要吸收中波区紫外线。

3、纳米二氧化钛可作为锂电池、太阳能电池原料（1）纳米二氧化钛具有极好的高倍率性能和循环稳定性，快速充放电性能和较高的容量，脱嵌锂可逆性好等特点，在锂电池领域具有很好的应用前景。

纳米二氧化钛自清洁涂料的制备
纳米二氧化钛自清洁涂料的制备可以分为以下几个步骤：
1.合成纳米二氧化钛颗粒：可以采用溶胶-凝胶法、水热法、水相合
成法等不同的方法，得到适合制备自清洁涂料的纳米二氧化钛颗粒。

2.调制涂料：将所得的纳米二氧化钛颗粒加入到适宜的涂料中，并
加入一些功能辅料（如光稳定剂、抗氧化剂等），制成具有防污、
自清洁效果的涂料。

3.涂料应用：将调制好的涂料涂布至所需要防污、自清洁的物体表
面上，如建筑外墙、汽车表面等。

需要注意的是，在制备纳米二氧化钛颗粒和涂料时，应注意控制合
成条件和涂料成分，确保合成出的纳米二氧化钛颗粒具备高的晶格
质量和优异的光催化效果，并且涂料中的功能辅料应当与纳米二氧
化钛颗粒兼容，以确保涂层的稳定性和使用寿命。

12高分子材料与工程2班何俊201241512224涂料中纳米二氧化钛的制备及其研究摘要：纳米TiO2是一种新型的无机功能材料,由于其粒径在1～100nm之间,具有粒径小、比表面积大、表面活性高、分散性好等特点,表现出独特的物理化学性质,使其在环境、材料、能源、医疗和卫生领域有着广阔的应用前景。

本文主要介绍了在涂料中纳米TiO2常见的合成方法及其一些性质。

关键词：二氧化钛、制备方法、性能、表征一、涂料中的TiO2纳米二氧化钛涂料外观为白色液体。

在可见光或紫外光的作用下具有很强的氧化还原能力，化学性能稳定，能将甲醛、甲苯、二甲苯、氨、氡、TVOC等有害有机物、污染物、臭气、细菌、微生物等有害有机物彻底分解成无害的CO2 和H2O，并具有去除污染物、亲水性、自洁性等特性，性能持久，不产生二次污染。

涂料平均粒径，nm 20-30，二氧化钛含量 % ≥ 99，有以下性能：①光催化效率高。

对装修污染物甲醛、苯、氨及其它有机污染物均有强力分解去除效果。

分解率达90%以上。

浓度低时也不降低净化效率。

对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健康的有害有机物起到净化作用。

②杀菌效率高。

杀菌率在无光下达99%以上，有紫外光照射时可达99.99%。

超强的氧化能力能造成细胞死亡，降低病毒的活性，并且捕捉、分解空气中的浮游细菌。

有效除去大肠杆菌、黄葡萄球菌、白癣菌、徽菌、化脓菌、绿脓菌等细菌，抑制如肠病毒、流行性感冒、滤过性病毒等病原的传播。

③无毒无害。

光触媒二氧化钛可作为食品添加剂使用。

不同于一般消毒剂，在杀死细菌病毒的同时，也可分解掉其分泌的毒素，不存在二次污染问题。

④极强的屏蔽紫外线作用，对红外线也有反射作用⑤很好的成膜性，成膜光滑平整，常温固化时间短，使用时间长达10年以上二、TiO2的制备纳米级二氧化钛，亦称钛白粉，钛白粉生产中传统的硫酸法和氯化法无法制备纳米级二氧化钛，从现有的制备过程及反应原理来看，最常用的原料有TiCl4、硫酸氧钛、金属醇盐、有机钛，纳米级二氧化钛的主要合成方法可分为气相法和液相法。

纳米二氧化钛涂层的制备及其阻垢性能的研究摘要：纳米二氧化钛薄膜是一种功能性薄膜，在环境保护、抗菌白洁、表面防雾及阻垢等领域有着广阔的应用前景。

利用液相沉积法制备，以氟钛酸氨与为硼酸原料制备纳米级二氧化钛薄膜。

通过实验研究沉积用反应液组成、沉积时间、热处理温度对纳米二氧化钛薄膜的影响，从而找剑最佳制备条件：(NH4)2TiF6溶液和H3BO3溶液的浓度比为1：3、沉积温度为35℃、热处理温度400℃，然后在碳钢管上挂膜并利用松花江水研究其阻垢性能，通过接触角测定、XRD、SEM测定确定纳米二氧化钛薄膜的物理参数。

通过测接触角，XRD、SEM等表征手段，对其晶型、粒径、透光率、阻垢性等进行研究，研究结果证实二氧化钛纳米薄膜具有纳米粒径且分布均匀，该膜具有结合力强、阻垢性能好性等特点。

针对液相沉积法制备纳米二氧化钛涂层问题，我采用静态分析与正交实验方法，得出最佳成膜条件的结果，这个结果具有使我深刻了解纳米二氧化钛涂层的制备与及其性能的意义。

关键词：纳米二氧化钛薄膜；制备；阻垢；液相沉积法1. 课题研究意义、目的及背景1.1 纳米二氧化钛涂层的制备及阻垢性能研究意义及应用背景纳米TiO2是一种光催化材料，其具有廉价、易得、无毒无害、化学性质稳定、抗光腐蚀性强的优点，具有许多独特的性质，其亲水性可以随紫外光的照射而变化，这种性质使涂有纳米TiO2的涂层具有自清洁效应，并已经应用于建筑玻璃防尘和汽车等。

那么通过溅射、浸渍及等离子体发射等方法制备的纳米TiO2涂层是否也可以强化沸腾防垢、传热过程、有研究表明，由于纳米TiO2涂层传热元件，在紫外光照射后，形成超亲水表面，其表面润湿性增加，池沸腾传热效果明显好于其他表面；实验表明：利用纳米结构的超疏水性可以强化沸腾传热。

采用液相沉淀法在无缝钢管基质上制备了低表面能低的纳米TiO2疏水性薄膜涂层传热元件，以CaSO4水溶液为实验工质的自然循环流动沸腾喜欢热实验表明，处理表面的传热系数较未处理的高，且具有很好的防垢效果[1]。

纳米二氧化钛的制备综述
纳米二氧化钛（TiO2）是一种具有广泛应用潜力的材料，用于催化、光电子学、传感器、环境污染治理等领域。

制备纳米二氧化钛的方法有很多种，包括溶胶-凝胶法、水热合成法、溶剂热法、气相沉积法等。

下面是纳米二氧化钛制备的一些综述：
1. 溶胶-凝胶法：这是一种常见的制备纳米二氧化钛的方法。

通过将钛源和溶剂混合形成溶胶，然后通过凝胶化反应得到凝胶，最后通过热处理过程形成纳米二氧化钛。

该方法制备的纳米二氧化钛具有较高的纯度和较小的粒径。

2. 水热合成法：这是一种利用高温高压水环境合成纳米二氧化钛的方法。

通过在水溶液中加入适量的钛源和控制反应条件，可以得到形貌和粒径可调的纳米二氧化钛。

水热合成法制备的纳米二氧化钛具有较高的比表面积和晶体质量。

3. 溶剂热法：这是一种利用有机溶剂作为反应介质合成纳米二氧化钛的方法。

通过在有机溶剂中加热处理钛源溶液，可以形成纳米二氧化钛。

溶剂热法制备的纳米二氧化钛可以调控晶体形貌和粒径。

4. 气相沉积法：这是一种利用气相反应合成纳米二氧化钛的方法。

通过在适当的气氛条件下，钛源蒸汽和氧气反应生成纳米二氧化钛。

气相沉积法制备的纳米二氧化钛具有较高的纯度和较小的粒径。

纳⽶⼆氧化钛的制备及性质实验纳⽶⼆氧化钛的制备及性质实验⼀、实验⽬的1、了解TiO2纳⽶材料制备的⽅法。

2、掌握⽤溶胶-凝胶法制备TiO2纳⽶材料的原理和过程。

3、掌握纳⽶材料的标准⼿段和分析⽅法。

⼆、实验背景实验前⼀个星期，本⼈通过查阅相关资料及⽂献了解到，纳⽶粉体是指颗粒粒径介于1～100 nm之间的粒⼦，由于颗粒尺⼨的微细化，使得纳⽶粉体在保持原物质化学性质的同时，与块状材料相⽐，在磁性、光吸收、热阻、化学活性、催化和熔点等⽅⾯表现出奇异的性能。

纳⽶TiO2粉体是⼀种重要的⽆机功能材料，纳⽶TiO2粉体⽆毒，氧化能⼒强，是优良的光催化剂、传感器的⽓敏元件、催化剂载体或吸附剂，也是功能陶瓷、⾼级涂料的重要原料，热稳定性好且原材料⼴泛易得，它有三种晶型:板钛矿、锐钛型和⾦红⽯型。

在多相光催化体系中，由于纳⽶⼆氧化钛粉体与污染物有更⼤的接触⾯积，体系中⼆氧化钛表现出更⾼的光催化活性。

⼆氧化钛纳⽶材料的制备⽅法分为：物理法和化学法。

物理法是最早采⽤的纳⽶材料制备⽅法，其⽅法采⽤⾼能消耗的⽅式，“强制”材料“细化”得到纳⽶材料。

且常⽤有构筑法（⽓相沉积法等）和粉碎法（⾼能球磨法等）。

物理法制备纳⽶材料的优点是产品纯度⾼，缺点是产量低、设备投⼊⼤。

⽽化学法采⽤化学合成的⽅法，合成制备纳⽶材料。

例如，沉淀法、化学⽓相凝聚法、⽔热法、溶胶-凝胶法、热解法和还原法等。

TiO2纳⽶材料的制备⽅法分为：⽓相法、液相法和固相法[1]。

⽬前制备TiO2纳⽶材料应⽤最⼴泛的⽅法是各种前驱体的液相合成法，这种⽅法优点是：原料来源⼴泛、成本较低、设备简单、便于⼤规模⽣产，但是产品的均匀性差，在⼲燥和煅烧过程中易发⽣团聚。

当前实际中应⽤最普遍的液相制备法主要有：液相沉淀法、溶胶-凝胶法、⽔热法和⽔解法。

本次实验将使⽤溶胶-凝胶法。

三、实验原理（1）纳⽶TiO2的制备溶胶-凝胶法胶体是⼀种分散相粒径很⼩的分散体系，分散相粒⼦的重⼒可以忽略，粒⼦之间的相互作⽤主要是短程作⽤⼒。

纳米二氧化钛的制备及其在环保领域的应用纳米二氧化钛的制备及其在环保领域的应用一、引言地球资源的有限性和环境问题的日益严重，使得环保领域的研究与应用成为了当下的热点。

作为一种具有良好光催化活性和化学稳定性的纳米材料，纳米二氧化钛因其卓越的性能而备受关注，并在环保领域显示出广泛的应用前景。

二、纳米二氧化钛的制备方法纳米二氧化钛的制备方法有多种，常见的有溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法、水热-溶胶凝胶法等。

下面将介绍一种常用的制备方法——溶胶-凝胶法。

首先，将钛酸四酯等钛源溶解于适量氯化氢水溶液中。

然后进行水解反应，控制反应温度和pH值，使得溶液中的钛离子发生水解生成氢氧化钛。

接着通过酸加热处理或直接加热，使氢氧化钛凝胶生成金红石型TiO2固体。

最后，经过洗涤、过滤、烘干等步骤，得到纳米二氧化钛粉末。

三、纳米二氧化钛在清洁能源领域的应用1.光催化降解有机污染物纳米二氧化钛具有优异的光催化活性，可以利用光照将有机污染物降解为无害物质。

然而，纳米二氧化钛本身的光吸收范围主要集中在紫外光区域，限制了其在可见光区域的光催化活性。

为了解决这一问题，研究者们通过掺杂、修饰等方法，对纳米二氧化钛进行改进，提高其在可见光区域的光吸收能力。

例如，将纳米二氧化钛与纳米碳管复合，形成TiO2/N-CNT异质结构，提高了纳米二氧化钛的吸光性能，使其具备了可见光催化降解有机污染物的能力。

2.光催化水分解产氢利用纳米二氧化钛的光催化性质，通过光照反应将水分解为氧气和氢气，可作为一种清洁的氢能源生成方法。

研究者通过改变纳米二氧化钛的结构和形貌，提高其光催化水分解的效率。

例如，将纳米二氧化钛与金属催化剂负载在载体上，形成复合材料，可以增强材料的光催化性能。

此外，通过表面修饰纳米二氧化钛，改变其表面电子结构，也可提高光催化水分解的效率。

四、纳米二氧化钛在污水处理领域的应用1.有机污染物的去除纳米二氧化钛对有机污染物具有较好的光催化降解性能。

纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展纳米二氧化钛是一种具有广泛应用潜力的纳米材料。

它具有高比表面积、优异的光催化性能以及良好的化学稳定性，因而在光催化、防污涂料、太阳能电池、化妆品等领域有着广泛的应用。

本文将介绍纳米二氧化钛的制备方法及其在各个领域的应用研究进展。

首先，从制备方法角度来看，纳米二氧化钛可以通过物理法、化学法以及生物法等多种方法得到。

其中，物理法包括气相法、溶胶凝胶法、机械法等，化学法主要包括水热法、溶剂热法、水热法等，生物法则是通过利用生物体或其提取物来合成纳米颗粒。

每种方法都有其优缺点，研究者可以根据具体需求选择适合的制备方法。

其次，纳米二氧化钛在光催化领域的应用研究较为广泛。

纳米二氧化钛可以通过光催化过程将光能转化为化学能，用于降解废水中的有机污染物。

研究发现，添加一些能够吸收可见光的材料，如碳量子点、半导体量子点等，可以提高纳米二氧化钛的光催化活性。

此外，光催化技术也可以应用于空气净化、自洁涂料等领域。

在防污涂料领域，纳米二氧化钛的应用也备受关注。

纳米二氧化钛具有超疏水性和自洁性，可以防止油污、水渍等附着在表面上，使涂层具有良好的自洁效果。

此外，纳米二氧化钛还可以通过光催化分解有机污染物，达到净化空气的目的。

防污涂料的应用不仅可以提高建筑物外墙的清洁度，还可以延长建筑物的使用寿命。

太阳能电池也是纳米二氧化钛的一个重要应用领域。

纳米二氧化钛具有优异的光催化性能和电化学性质，可以作为太阳能电池中的电极材料。

目前，纳米二氧化钛主要应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）和钙钛矿太阳能电池（PSC）中。

通过纳米二氧化钛的光催化作用，可以有效提高太阳能电池的光电转换效率。

此外，纳米二氧化钛在化妆品领域的应用也日益增多。

纳米二氧化钛可以作为防晒剂，有效抵御紫外线的伤害。

同时，纳米二氧化钛还具有抗菌作用，可以用于制备抗菌化妆品。

然而，由于纳米二氧化钛对人体的潜在风险，其在化妆品中的应用仍需谨慎。

提高原料利用率
通过改进原料的预处理方 法和优化制备工艺，提高 原料的利用率，降低成本 。
增强产品稳定性
研究新的稳定剂或表面改 性剂，提高纳米二氧化钛 涂料的稳定性和耐候性。
实现规模化生产
探索适合工业化生产的纳 米二氧化钛涂料制备技术 ，推动产品的规模化应用 。
03
纳米二氧化钛涂料 性能评价
光学性能评价
纳米二氧化钛涂料
汇报人：XX
目录
CONTENTS
• 纳米二氧化钛涂料概述 • 纳米二氧化钛涂料制备技术 • 纳米二氧化钛涂料性能评价 • 纳米二氧化钛涂料应用研究 • 纳米二氧化钛涂料市场前景分析 • 纳米二氧化钛涂料环境安全性评
估
01
纳米二氧化钛涂料 概述
定义与发展历程
定义
纳米二氧化钛涂料是一种采用纳米技 术制备的，以二氧化钛为主要成分的 高性能涂料。
市场规模
随着环保意识的提高和技术的不断进 步，纳米二氧化钛涂料市场规模不断 扩大。预计未来几年，该市场将保持 快速增长，市场规模有望达到数十亿 美元。
增长趋势
随着全球经济的复苏和基础设施建设 的加快，纳米二氧化钛涂料市场将呈 现稳步增长趋势。同时，随着新技术 的不断涌现和应用领域的拓展，市场 增长率有望进一步提高。
触可能对人体健康产生不良影响，如引起肺部疾病或皮肤炎症等。
02
环境影响
纳米二氧化钛涂料在使用过程中，如发生泄漏或不当处理，可能对土壤
、水体和空气等环境造成污染。
03
安全防护措施
为确保使用安全，应佩戴防护用品，如口罩、手套和护目镜等，同时保
持通风良好，避免长时间接触。
废弃物处理及资源化利用途径
废弃物分类
玻璃幕墙涂料

纳米二氧化钛的制备及光催化引言：纳米二氧化钛是一种新型的光催化无机功能材料，由于其粒径在1~ 100 nm 之间, 具有粒径小、比表面积大表面活性高、分散性好等特点, 表现出独特的物理化学性质。

它具有良好的透明性，紫外线吸收性及熔点低、磁性强、热导性强、高效、无毒、成本低和不造成二次污染等优点等奇异特性；还具有良好的抗菌作用，使用过程中不会发生自身损耗，而且资源丰富，价格低廉，因此在光催化降解废水中的有机物、涂料、精细陶瓷、塑料、催化剂、及化妆品等方面应用广泛，成为新型功能材料研究的热点之一。

1.纳米TiO2的制备纳米TiO2的制备方法有很多, 归纳起来主要有固相法、气相法和液相法等其中气相法又包括化学气相沉积法和化学气相水解法等; 液相法包括溶胶凝胶法、胶溶法、醇盐水解法、沉淀法、水热合成法等。

(1).化学气相沉积法(CVD)CVD法是利用挥发性金属化合物的蒸汽通过化学反应生成所需化合物。

它包括单一化合物的热分解, 也包括通过两种以上物质之间的气相反应制备超细粉。

该方法制备的超细粉纯度高,分散性好,粒度分布窄, 除能制备氧化物外, 还能制备碳化物、氮化物等非氧化物超细粉。

Leszek W.achow ski等人利用CVD 法在含碳材料表面制得TiO2。

李文漪利用化学气相沉积法水解四异丙醇钛(TTIP)制备TiO2薄膜, 并研究了制备过程中水解TTIP的反应动力学。

该工艺的优点是自动化程度高, 可以制备出粒径小、粒径尺寸均匀的优质粉体。

(2).化学气相水解法化学气相水解法按照所用原料的不同可分为:TiCL4氢氧火焰水解法和钛醇盐气相水解法。

TiCL4氢氧火焰水解法的基本原理是将TiCL4气体导入高温的氢氧火焰中(700~1000e)进行气相水解,其基本化学反应式为:TiCL4(g)+2H2(g)+O2(g)=TiO2+4HCL(g)钛醇盐气相水解法是通过醇盐水解、均相成核与生长等过程在液相中生成沉淀产物,再经过液固分离、干燥和煅烧等工序,制备TiO2粉体。

纳米二氧化钛制备方案简介：纳米二氧化钛是金红石型白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性。

可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域，作为紫外线屏蔽剂，防止紫外线的侵害。

也可用于高档汽车面漆，具有随角异色效应。

纳米二氧化钛，亦称纳米钛白粉。

从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在100纳米以下，其外观为白色疏松粉末。

光催化性能：研究结果发现，在日光或灯光中紫外线的作用下使Ti02激活并生成具有高催化活性的游离基，能产生很强的光氧化及还原能力，可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物。

能够起到净化室内空气的功能。

溶胶—凝胶法制备纳米二氧化钛：溶胶—凝胶法是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶 , 然后使溶质聚合凝胶化 ,再将凝胶干燥、培烧去除有机成分 ,最后得到无机材料。

制备方案：将10mL钛酸四丁酯和80 mL无水乙醇的混合液在剧烈的搅拌下缓慢滴加入10mL水和2mL硝酸的混合液中开展水解，继续搅拌3h，得到淡黄色的透明TiO2溶胶，再将溶胶在室温下自然陈化6h和80℃干燥 3h，接着在不同温度下焙烧2h，而制得了纯的TiO2纳米粒子。

方案改进;查阅相关文献和前期实验总结，得出影响二氧化钛粒径的主要因素是溶液PH（＜3或＞9）和被烧温度（500摄氏度左右），陈化时间与粒径无直接关系。

（1）鉴于浓硝酸（14.4 mol/L）的强氧化性，我们可以用冰乙酸（17.5 mol/L）来代替之。

（2）焙烧温度是影响二氧化钛粒径的主要因素，通过文献和实验可以确定温度区间在500摄氏度左右，取500,550,450,三个温度下的产物比较粒径，若450度下的产物粒径更小则取400度再次实验，直到找出最佳焙烧温度。

在焙烧过程中注意控制温度上升速度，温度上升过快也会导致粒径变大。

（3）在以前的实验方案中烘干温度为80-100度，时间5-10h，烘干温度稍高会带进铁锈，稍低会导致烘干效果不好。

亲水型纳米二氧化钛亲水型纳米二氧化钛是一种新型的纳米材料，具有很多优异的性能和应用。

它的主要特点是表面亲水性强，能够吸附水分子，从而形成一层水膜，使其表面具有良好的润湿性和抗污性。

这种材料在环境保护、能源、医疗等领域都有广泛的应用前景。

亲水型纳米二氧化钛的制备方法有很多种，其中最常用的是水热法、溶胶凝胶法和气相沉积法。

水热法是将钛酸盐和氢氧化钠在高温高压下反应，形成纳米二氧化钛。

溶胶凝胶法是将钛酸四丁酯和乙醇混合后加入水中，形成胶体，再通过热处理得到纳米二氧化钛。

气相沉积法是将钛酸四丁酯和氧气在高温下反应，形成纳米二氧化钛。

亲水型纳米二氧化钛的应用非常广泛。

在环境保护方面，它可以用于水处理、空气净化和污染物降解等。

在水处理方面，亲水型纳米二氧化钛可以吸附水中的有机物和重金属离子，从而净化水质。

在空气净化方面，它可以吸附空气中的有害气体和微粒，从而净化空气。

在污染物降解方面，亲水型纳米二氧化钛可以通过光催化作用将有机物分解为无害物质。

在能源领域，亲水型纳米二氧化钛可以用于太阳能电池、储能材料和催化剂等。

在太阳能电池方面，它可以作为电极材料，提高太阳能电池的效率。

在储能材料方面，亲水型纳米二氧化钛可以作为超级电容器的电极材料，提高储能效率。

在催化剂方面，它可以用于水分解制氢和CO2还原制甲烷等反应。

在医疗领域，亲水型纳米二氧化钛可以用于药物传递、生物成像和治疗等。

在药物传递方面，它可以作为药物载体，将药物精准地输送到病灶部位。

在生物成像方面，亲水型纳米二氧化钛可以作为造影剂，提高医学影像的清晰度。

在治疗方面，它可以通过光热疗法和光动力疗法等方式治疗癌症和其他疾病。

总之，亲水型纳米二氧化钛是一种非常有前途的新型材料，具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展和人们对环境保护、能源和医疗等领域需求的不断增加，亲水型纳米二氧化钛的应用前景将会越来越广阔。

纳米二氧化钛的制备及应用摘要：本文对制备纳米二氧化钛的多种方法进行介绍，阐述了纳米二氧化钛的电学、物理学、化学等方面的特性及应用前景。

引言：自1972年，A.Fujishima等发现受辐射的TiO2表面能发生对水的持续氧化、还原以来，纳米TiO2在降解有机物、杀菌、催化等方面的应用不断引起人们的关注和研究，其前景一片光明。

一、纳米二氧化钛的制备二氧化钛纳米材料的制备方法分为：物理法和化学法。

物理方法：采用高能消耗的方式，“强制”材料“细化”得到纳米材料。

且常用有构筑法（气相沉积法等）和粉碎法（高能球磨法等）。

物理法制备纳米材料的优点是产品纯度较高，缺点是产量低、设备投入大。

化学方法：制备纳米二氧化钛的化学方法较多，目前主要的几种方法包括化学气相沉积法、气相水解法、气相沉淀法、高温水解法、溶胶-凝胶法和微乳液法等。

1、化学气相沉积法：气相法的原理是将钛的无机盐（如TiCl4、TiOSO4）或有机醇盐在气相与O2发生氧化反应或与水蒸气发生水解法应或钛的醇盐发生热裂解从而得到纳米级的二氧化钛粒子主要法应如下：Ti（OR）4+2H2O→TiO+4ROH2Ti（OR）4→TiO+C n H2n+H2O2TiCl4+O2→TiO2+2Cl2用高纯氮气作为在其和惰性气体，通过TlCl4和H2O的汽化器，混合气进入反应器，产物TiO2粒子用膜过滤收集，膜孔径为0.1微米。

得到TiO2粒子为球形未经热处理前为锐泰矿型，950摄氏度热处理后变为金红石型。

TiO2粒径随反应温度升高而迅速减小，随TiCl4分压的增加而变大，随O2分压增加而减小。

2、气相水解法高纯氮气分四路进入反应器，一路进入Ti(OR)4气化器，携带Ti(OR)4蒸汽从中心喷管进入主反应器；一路通过水气化器将水蒸气带入反应器中部；另两路分别进入反应器稀释饱和气流。

反应器分为两段，一段为混合段，另一段是水解反应段。

所得TiO2为球形多空粒子，粒径偏大。

纳米二氧化钛在涂料中的应用效果及性能表征一、纳米涂料制备实验部分改性苯丙乳液、润湿剂、碳十二醇酯、乙二醇、纳米二氧化钛VK-T06、羟乙基纤维素、分散剂、调节助剂、其他助剂。

在原有苯丙乳胶涂料配方中添加一定量的的纳米二氧化钛VK-T06，先与颜料体系(添加一定量的阴离子表面活性剂)通过研磨进行预分散，再在体系中通过多功能分散机充分分散，配置成纳米改性苯丙外墙乳胶涂料。

二、纳米改性涂料性能表征经过500小时人工老化实验，可以得出结论，在苯丙乳胶涂料中加入金红石纳米二氧化钛VK-T06和，，添加量在0.5～1%左右，涂膜的老化明显降低，说明纳米二氧化钛VK-T06对紫外光起到了屏蔽作用，有效的保护了涂膜。

根据变色差(△E值)显示，说明纳米二氧化钛VK-T06与纳米二氧化硅VK-SP30 配合使用对紫外屏蔽效果更好。

添加0.5%纳米二氧化钛VK-T06改性涂料与不含纳米二氧化钛VK-T06的外墙乳胶涂料进行耐擦洗性和抗老化性等性能的对比测试。

各项技术性能指标均有大幅度提高，涂料的抗摩擦和抗擦洗性能提高了13倍。

三、机理分析耐老化性能是涂料的一项重要性能，事实上材料的老化是多方面的，它包括紫外老化、热老化、臭氧老化和化学老化等。

在这些因素中紫外线是造成涂料老化的最重要因素。

紫外线是一种比可见光波长短的电磁波，其波长介于200-400nm，按波长大小可分为短波UVC(200-280nm)、中波UVB(280-320nm)、长波UVA(320-400nm)。

通常情况下，对材料造成老化的是中波紫外线和长波紫外线，因为短波紫外线一般情况下到达不了地球表面，但随着地球臭氧层的不断破坏，短波紫外线也开始辐射地球表层，紫外指数不断增加。

而辐射到地球表面的紫外线其波长越短，能量越强，对人体和高分子材料危害性和破坏性就越大。

纳米二氧化钛VK-T06对紫外线的屏蔽是以吸收和散射为主，经紫外分光光度仪检测，它对200nm以上的紫外光线的屏蔽率高达99.99%，当在水溶液中含量为十万分之四时，对紫外光的屏蔽率仍然维持在99.9%以上。