纳米TiO2自清洁性及其应用

（ ． 台大 学化 学化工 学院 ， 东 烟 台 ２ ４ ０ ； １烟 山 ６ ０ ５
２ 国 家制革技 术研 究推 广 中心 ， ． 山东 烟 台 ２ ４ ０ ） ６ ０ ５
摘 要 ： 文 对 纳 米 ＴＯ。 催化 与超 亲 水 的机 理 进 行 了简 要 概 述 ， 述 了 纳 米 Ｔｉｚ在 皮 革 工 业 的 应 用 价 值 ， 本 ｉ 光 论 Ｏ
广 阔 的应 用 前 景 Ｌ 。 １ ］
皮革工 业是一个 传统 的消 费工业 。随着人 们生 活水 平的提 高 ， 对皮 革 产 品 的性 能 提 出 了更 高 的要 求， 如抗菌 、 自清洁 等 。这 些功 能是传 统的制革 工艺
所不 能达到 的 ， 必须 将 传 统 的工 业 与 当前 的新材 料 结合起 来才 能解决 这 些 问题 ， 于是 我 们将 目光转 向
ｒ ｄ ａ ｉ ｎ；ｓ ｌ ｃｅ ｎ ｎ ａ ｉｔｏ ｅｆ ｌ ａ ｉ ｇ －
理、 玻璃清 洁 、 高效 太 阳能 电池 、 妆 品 等方 面 有着 化
引 言
２ Ｏ世纪 以来 ， 米 材 料 技 术 兴起 并 迅速 发 展 ， 纳
由于 纳 米 材 料 的 表 面 与 界 面 效 应 、 尺 寸 效 应 、 子 小 量
如 处 理 制革 有 机 废 水 ， 高 皮 革 制 品 的抗 菌 性 能 、 紫 外 线 能力 、 提 抗 自清 洁能 力 等 。
关 键 词 ： 米 ＴＯ。抗 菌 ； 理 制 革废 水 ； 纳 ｉ ； 处 抗紫 外 线 ； 自清 洁
中图 分 类 号 ： ３ ３ ＴＢ ８ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ４ ９ ９ ２ １ ） ５ ０ ２ ４ １ ７ —０ ３ （ ０ １ ０ —０ ２ —０

出降低接 触 角 、 高光敏 性 、 加保 持 时 间是 开发 防 雾、 提 增 自清洁玻 璃 实 用产 品的 关键 ， 着重 综述 了
这 方 面的研 究进展 ， 剖析 了各 因素的作 用原理 。
关键词 ： 纳米 ＴＯ：薄膜； ｉ ； 超亲抽 ｝； 生 接触角
纳 米 ＴＯ 是研究 较 多 的纳 米材 料 之一 ， 具有 ｉ 它
品、 半导体 电池等众
多领 域具有 广 泛的应 用前 景 。近年来 的研 究发 现纳
臭、 防污等环保功能 ， 而且使建筑物的清洗 、 保洁费
大 量节 省 。随着研 究 的深人 ， 最终 ＴＯ 功能 薄膜 必 ｉ 将走 进广 泛 的实际 应用 中 。
Ｎ ｒ ａｇ ｓ ｏｍ ｌｌ ｓ ａ Ｐ ｏ ｃｔｌ ｔｏｌｄ ｌ ｓ ｈｔ ａ ｙ ａ ａ ｏ ａ ｓｃ ｅ ｇ ｓ
图１带看水雾的普通玻璃和镀有ＴＯ 薄膜玻璃的不同 ｉ 目前 ，自清 洁防雾玻璃 已成为全球的研究热点 ， 采 用无机薄 膜制 备 的 自清 洁 防雾玻璃 具有优 良的亲
用。
水陛、 耐久性和成本低。 深人开展自 清洁防雾玻璃的研 究， 将其成果推 向市场 ， 服务于社会 ， 具有重大 的意义。
１ ｉ２ ＴＯ 表面 的超 亲 水 性 原 理
１９ 年 Ｗａｇ ９７ ｎ 等在 （ ａ ｒ＞ Ｎ ｔ ｅ￣撰文报道 了ＴＯ ｕ＞ ｉ 薄膜 的双亲 性［ 通 常情况 下 ， ８ １ 。 纳米 ＴＯ 涂膜表 面 与 ｉ
米 ＴＯ 薄膜表面还具有超亲水特性［ 即水在纳米 ｉ ４ １ ， ＴＯ 薄膜表面的接触角很小 ， 图 １ ｉ 如 所示 。这一新 特 性 赋予 了材 料抗 雾 ， 自清 洁 、 易洗 和 快 干等 功 能 ， 在玻璃幕墙 、 农业暖房 、 各种镜片 、 挡风玻璃和交通

纳米氧化铝的应用
4. 陶瓷材料 在常规氧化铝陶瓷中添加5%的纳米级氧化 铝粉体，可改善陶瓷的韧性，降低烧结温度。由 于纳米氧化铝，粉体的超塑性，解决了因低温脆 性而限制其应用范围的缺点，因此在低温塑性氧 化铝陶瓷中得到广泛应用。在其它陶瓷基体中加 人少量的纳米级氧化铝，，可以使材料的力学性 能得到成倍的提高，其中以SiC氧化铝纳米复合材 料最为显著，共抗弯强度从单相碳化硅陶瓷的 300～400MPa提高到1GPa，经过热处理可达 1.5GPa，材料的断裂韧性提高幅度也在40%以 上。
了其对辛烷的光催化分解。这为解决海洋石油污染提供了一种切 实可行的办法。
余家国等人研究了在太阳光照射下用多孔纳米TiO2薄膜处理水溶
液中的敌敌畏有很好的效果。
纳米TiO2还可有效地用于含CN-的工业废水的光催化降解。
5. 自清洁功能 纳米TiO2具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形
纳米三氧化二铝（Al2O3）
氧化铝与其他材料相比，它具有许多独特、优良的性能， 如
高熔点( 2015℃)、 较高的室温和高温强度，高的化学稳定性 和接点介电性能， 电绝缘性好，硬度高( 莫氏硬度9)，耐磨 性好且成本低廉。因而氧化铝陶瓷可用于制造高速 切削工具， 高温热电耦套管、 化工高压机械泵零件、内燃机火花塞、人 工关节及航空磁流体发电材料等多种陶瓷器件。 纳米氧化铝材料的特殊光电特性、高磁阻现象、非线性电阻 现象、在高温下仍具有的高强、高韧、稳定性好等奇异特性， 以及各种纳米粉体材料共有的小尺寸效应、表面界面效应、 量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，使其在催化、滤光、光 吸收、医药、磁介质及新材料等领域有广阔的应用前景。
6.其它功能
纳米TiO2还有许多其它功能。如有人利用TiO2光催化将

纳米自清洁技术的资料
纳米自清洁技术是一种新型的清洁技术，其基本原理是利用纳米材料的特殊性质，在表面形成一层微观的纳米结构，使其具有自净能力。

这种技术可以应用于各种材料表面，如建筑物外墙、汽车、家电、玻璃等。

目前，纳米自清洁技术可分为两种类型：一种是利用超疏水性（hydrophobic）纳米材料，使其在表面形成微观的多孔结构，使水滴或污渍无法附着在表面上，进而实现自清洁的效果。

另一种是利用光触媒纳米材料，在阳光的照射下可以将空气中的污染物质分解掉，从而达到自净的效果。

纳米自清洁技术具有许多优点，如长期保持清洁、耐腐蚀、减少清洁成本、节省水资源等。

同时，也可以帮助减少空气污染和防止细菌滋生。

随着技术的不断发展，纳米自清洁技术已经成为全球技术研究的重大方向之一。

未来，其应用范围将会更加广泛，也将会成为建筑、交通等领域的一个重要发展趋势。

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第 １卷 ７
Ｖ０ ． ７ Ｉ１
第 ｉ 期
Ｎ ． ｏ １
重 庆工业 高等 专科学 校学报
Ｊ ｕ ａ ｆＣ ｏ ｇｉｇ Ｐ ｌ ｅｌ ｅＣ ｌｇ ｏ ｒ ｌｏ ｈ ｎ ｑｎ ｏｙ ｃ ｎ ｔ ｍｉ ｏｌ ｅ ｅ
２０ 年 ３月 ０２
＞ ＜ ＞＜ ＜＞ ＜ ； ；
１在 环 境保 护 方 面 的 应 用
随着环 境 污 染 的 １益 严 重 ， ３ 人们 的环 保意 识也 逐渐加强 ， 而传统的化学方法处理环境污染 已不 能 满足现代环 境保 护 的要 求 ， 因此 就 需要 使 用新 的材 料 和方法进 行环 境保 护 ． 米 Ｔ 材 料 由于它 的亲 纳 ｉ 水特 性和光催 化 杀 菌特性 ， 已应用 于 净化大气 、 现 净 化水质、 抗菌杀菌、 防枵自洁等许多方面 ． １１ 纳 米 在 环境 保护方面 应用 的机 理讨论 ． ｎ 目前 的研 究 认 为在 紫外 光 照射 条件 下 ， 价 Ｔ 带 电子 被 激 发 到 导带 ， 电子 和空 穴 向 Ｔｑ 表 面迁 ｉ 移 ， 表面 生成 电子 空穴 对 ， 在 电子 与 反应 ， 空穴 则 与表面 桥氧离 子 反应 ， 分别形成 和氧空位 ． 此 时， 空气 中的水解 离 吸 附在 氧空位 中 ， 为化学 吸附 成 水（ 表面 羟基 ）化 学 吸附可 进 一步 吸 附空气 中 的水 ， 分 ， 成物 理吸 附层 ， 形 即在 缺陷周 围形成 了高度 亲水的微区， 而表面乖余 区域仍保持疏水性 ， ４ 这样就 在 ｑ 表 面 构成 了均 匀 分 布 的 纳米 尺 寸 的 亲水 和 ｎ
Ｍ ８＂２ ２ Ｊ． ∞
纳米 ＴＯ 的应 用 现状 ｉ２
刘 艳① 任 宗茂②
（ ①涪陵师范学院， 涪陵 ４ ８０ ； 涪陵实验 中学， ０ ００② 涪陵 ４ ０ ） ￣００

无机 物 。
技术——光催化， 以其催化 活性 高、 稳定性好 、 对人体无
毒 、 格低 廉 等 独 特 的 优 点 ， 价 日益 受 到 重 视 。二 氧 化 钛
（ ｉ： 光催化 技术 也是 近 年来 国 内外最 活 跃 的 研究 领 域 ＴＯ ）
之一。
２ 纳米 ＴＯ ｉ 光催化 在废 水处 理方面 的应 用
氧化还 原性极 强 ， 酸 碱 和 光化 学 腐蚀 ； 廉无 毒 。 目前 耐 价 对 光催化 的机 理研究 尚不成 熟 ， 一般认 为 光催化 氧 化法 是 以 Ｎ型半导 体 的 能 带 理 论 为 基 础 。ＴＯ 属 于 Ｎ 型 半 导 ｉ， 体 ， 能带 是不连 续 的 ， 充满 电子的低 能 价带 （ Ｂ 和空 其 在 Ｖ） 的高能 导带 （ Ｂ 之 间存 在 一个 禁 带 ， 隙 能 为 ３２ Ｖ 光 Ｃ） 带 ．ｅ ，
催化 所需 入 射 光最 大 波长 为 ３ ７ ５ ｎ ８ ． ｍ。当 ≤３７ ５ ｎ ８ ． ｍ
的光波辐 射照 射 Ｔ ， ， 于价 带 的 电 子被 激 发 跃 迁 到 ｉ 时 处 Ｏ 导带， 生成 高活性 电子 （ 一 ， ｅ ） 同时在 价带 上产 生 相应 的空 穴 （ ）从 而形 成 具 有 高 度活 性 的 电子／ 穴 对 ， 在 电 ｈ ， 空 并 场作 用下 分离 ， 向粒 子表 面 迁移 ， 可直 接 将 吸 附 的有 机 既
样条 件下 ， 钛 矿 型 的催 化 活性 较好 。在 众 多 光 催 化 剂 锐
反应 ， 二次 污染 ， 机 物 彻底 被 氧 化 降解 ， 用范 围广 ， 无 有 应 几乎 所有 的污水 都可 以采用 。尤其 是近年 来 ， 效率 的光 高 催化 剂 、 纳米粒 负载 和金 属 掺杂 、 电结 合 的 催化 方 法 以 光 及太 阳能技 术 的研 究 开发 ， 使光催 化氧 化法应 用 于水 处理

能，还具有抵挡近红外光，防止热辐射，从而节能保暖的功能卜 。
早期研制 、开发的 Ｔｏ 薄膜 自沽材料始发于 日本。他们将 Ｔ０涂膜在玻璃上 ，在上世纪 ９ ｉ２ ｉ２ ０年代中期
已投人生产试用阶段。日本的东陶 Ｔ Ｔ 、 Ｏ Ｏ 旭硝子公司科研人员采用 Ｔ ｉ 光催化剂不仅开发出了 自洁玻璃 ， 还研制开发出含有 ｉ２ ｒ 光催化剂的陶瓷等建筑产品。在国际上 ， 日本开发推广应用薄膜 自洁玻璃外，英 ｏ 除 国的皮尔金顿公司在开发应用 ＴＯ光催化 自沽玻璃已走在欧美的前列 。 ｉ２ 本文主要研究以溶胶—凝胶法制备 自沽玻璃 的各种原理和镀膜 的各工艺参数 ，测试了产品的光催化性能。
自洁玻璃 是 在玻璃 表 面镀 上一 层纳 米 Ｔ０薄膜 而形成 的玻 璃 。在 日光灯 或 日光 的照射 下 ，Ｔ（光 催化 ｉ２ ｉ
剂吸收紫外光，产生活性基团。这些基团足 以使玻璃表面的少量有机物、微生物分解成二氧化碳和水等无 机物。加上纳米 Ｔｏ薄膜经紫外光 照射后有很强的亲水性 ，经雨水或水 冲洗后 ，可使灰尘和油污 自动从玻 ｉ２ 璃表面剥离 ， 从而达到 自清洁的效果。也因为纳米 Ｔ 薄膜的亲水性 ，自洁玻璃还具有防雾、防水滴的功
赵 家林 ，朱李玮
（ 齐齐 哈尔大学 化学 与化工学院 ，齐齐哈尔 ，１ １０ ６０ ６）
摘 要：采用溶胶—凝胶 法 ，并用浸渍提拉技术制备 了涂覆纳米 ＴＯ 薄膜 的 自沽玻璃 。通过热分析讨 沦了凝胶 的转 ｉ
变过程 。对 比了 自洁玻璃的亲水性 ， 究了该样 品的光催化性能。研究表 明，干凝胶的最佳热处理制度为升温速 研 度为 １℃／． ５ｃ时保温 ｌ ；镀膜 ６次的试样具有最好的光催化能 力 ； 品在 日 ２ ｈ ４Ｏｃ ｈ 样 光照射下也具有 良好的亲水性

光催化纳米材料在生活中的应用摘要：伴随着科技的飞速发展，光催化纳米技术已经取得了显著的成就，并被普遍采用。

尤其在生态环境的维护，特别是污水处理、大气治理和噪音污染治理领域起到了极其重要的作用。

它的影响力已经变得至关重要。

这篇文章详细阐述了光催化反应的基本机制，并且讨论了光催化纳米材料在环境保护领域的具体运用。

关键词：纳米材料；光催化反应；环境保护；二氧化钛良好的生态环境是我们人类赖以生存的基础，可是随着人类科学技术的进步和发展，我们的生态环境面临着越来越严重的恶化。

生态环境的治理俨然已经成为我们人类长久生存的第一要务。

光催化纳米材料在生态保护和污染治理方面发挥着不可或缺的重要作用。

[1]光催化纳米材料，即在光照环境中进行化学反应所必需的半导体物质。

光催化纳米材料在室温下可以直接利用阳光将各种污染物分解，并且不会造成二次污染，是一种非常理想的污染治理的材料，常见的光催化纳米材料有Fe203、TiO2、WO3、SnO2、CuO、Al2O3、ZnO等。

1 光催化纳米材料的工作原理光催化纳米材料是指在光作用下可以诱发氧化－还原反应的一类半导体纳米材料，具有很高的稳定性和氧化能力。

此类材料通常在光催化反应中充当催化剂参与到反应，光催化剂的种类有很多，包括氧化物、硫化物、氮化物等。

当前人们通常采用半导体能带理论来解释光催化反应的机理：区别于普通的金属材料或者绝缘物质，光催化纳米材料具有特殊的能带结构，即价带(Valence Band,VB)和导带(Conduction Band,CB)之间存在一个禁带(Forbidden Band,Band Gap)，这种独特的电子结构存在明显的不连续性[2]。

当用光照射激发光催化纳米材料且光能量超出或者等于能隙的限值时，价带上的电子会被激发跃迁到导带上。

光生载流子在电场作用下通过扩散迁移到材料表面，并且在价带上留下相对稳定的空穴，形成电子—空穴对。

并且价带上的光生空穴h+具有很强的氧化能力，可以氧化材料表面被吸附物质的电子(e-)，而跃迁到导带上的电子(e-)具有很强的还原能力。

纳米功能材料及应用课题：纳米功能材料与环保姓名：黄永兴学号：09021039班级：材料92书院：崇实书院学院：材料科学与工程学校：西安交通大学时间：2010年五月前言纳米技术具有极大的理论和应用价值，纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”。

纳米技术研究在0.1~100nm尺度范围内物质具有的特殊性能及其应用。

广义的纳米材料是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围，或以其为基本单位所构成的材料。

纳米材料具有辐射、吸收、杀菌、吸附等特性，众多研究表明这些新特性将在环境保护领域产生深远的影响。

本文就纳米材料及其在环境保护领域的应用进行了阐述。

关键词：纳米材料、环境保护、纳米TiO2一、纳米材料及其性质纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。

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０.１微米以下（注１米＝1000毫米，１毫米＝1000微米，１微米＝1000纳米，１纳米＝１０埃），即１００纳米以下。

因此，颗粒尺寸在１～１００纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。

纳米氧化铝显白色蓬松粉末状态，晶型是γ-Al2O3。

粒径是20nm；比表面积≥160m2/g。

粒度分布均匀、纯度高、极好分散，其比表面高，具有耐高温的惰性，高活性，属活性氧化铝；多孔性；硬度高、尺寸稳定性好，具有较强的表面酸性和一定的表面碱性，被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料。

可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。

极好分散，在溶剂水里面；溶剂乙醇、丙醇、丙二醇、异丙醇、乙二醇单丁醚、丙酮、丁酮、苯、二甲苯内，不需加分散剂，搅拌搅拌即可以充分的分散均匀。

在环氧树脂，塑料等中，极好添加使用。

纳米技术及其在涂料领域的应用
纳米技术是一种新兴的技术，它可以将物质的尺寸缩小到纳米级别，从而赋予物质新的性质和功能。

在涂料领域，纳米技术的应用已经成为了一种趋势，它可以提高涂料的性能和功能，同时也可以降低涂料的成本和环境污染。

纳米技术在涂料领域的应用主要包括以下几个方面：
1. 纳米颗粒增强涂料的性能
纳米颗粒可以增强涂料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐候性等性能。

例如，将纳米氧化铝颗粒添加到涂料中，可以提高涂料的硬度和耐磨性；将纳米二氧化钛颗粒添加到涂料中，可以提高涂料的耐候性和抗紫外线性能。

2. 纳米涂层提高涂料的功能
纳米涂层可以赋予涂料新的功能，例如自清洁、抗菌、防静电等。

例如，将纳米二氧化钛涂层施加在玻璃表面上，可以使玻璃具有自清洁功能；将纳米银涂层施加在医疗器械表面上，可以使器械具有抗菌功能。

3. 纳米涂料降低涂料的成本和环境污染
纳米涂料可以降低涂料的成本和环境污染。

例如，将纳米硅颗粒添
加到涂料中，可以降低涂料的黏度和表面张力，从而减少涂料的使用量和涂装时间；将纳米氧化铁颗粒添加到涂料中，可以降低涂料的挥发性有机物含量，从而减少涂料对环境的污染。

纳米技术在涂料领域的应用具有广阔的前景和应用价值。

随着纳米技术的不断发展和成熟，涂料的性能和功能将会得到进一步提升，同时也将会降低涂料的成本和环境污染，为人类的生活和环境保护做出更大的贡献。

纳米二氧化钛能有效降解空气中的有害有机物——文章来源：晶和纳米视角1、纳米二氧化钛光催化剂(JR05)对环境污染的净化功能由于纳米TiO2(JR05)除了具有纳米材料的特点外，还具有光催化性能，使得它在环境污染治理方面将扮演极其重要的角色。

1.1、降解空气中的有害有机物。

近年来，随着室内装潢涂料油漆用量的增加，室内空气污染越来越受到人们的重视。

调查表明，新装修的房间内空气中有机物浓度高于室外，甚至高于工业区。

目前已从空气中鉴定出几百种有机物质，其中有许多物质对人体有害，有些是致癌物。

对室内主要的气体污染物甲醛、甲笨等的研究结果表明，宣城晶瑞公司的光催化剂可以很好地降解这些物质，其中纳米TiO2(JR05)的降解效率最好，将近达到99.5％。

其降解机理是在光照条件下将这些有害物质转化为二氧化碳、水和有机酸。

纳米TiO2的光催化剂(JR05)也可用于石油、化工等产业的工业废气处理，改善厂区周围空气质量。

1.2、它可以降解有机磷农物。

这种70年代发展起来的农药品种占我国农药产量的80％，它的生产和使用会造成大量有毒废水。

这一环保难题，使用纳米TiO2(JR05)来催化降解可以得到根本解决。

1.3、用纳米TiO2(JR05)催化降解技术来处理毛纺染整废水，具有省资、高效、节能，最终能使有机物完全矿化、不存在二次污染等特点，显示出良好的应用前景。

1.4、在石油开采运输和使用过程中，有相当数量的石油类物质废弃在地面、江湖和海洋水面，用纳米TiO2(JR05)可以降解石油，解决海洋的石油污染问题。

1.5、用纳米TiO2(JR05)可以加速城市生活垃圾的降解，其速度是大颗粒TiO2的10倍以上，从而解决大量生活垃圾给城市环境带来的压力。

1.6、一般常用的杀菌剂Ag、Cu等能使细胞失去活性，但细菌被杀死后，可释放出致热和有毒的组分如内毒素。

内毒素是致命物质，可引起伤寒、霍乱等疾病。

利用纳米TiO2的光催化性能不仅能杀死环境中的细菌，而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物。

涂料的自清洁性能及应用前景在当今的科技时代，涂料行业不断推陈出新，其中具有自清洁性能的涂料引起了广泛的关注和研究。

这种创新型的涂料为我们的生活带来了诸多便利，同时也展现出了广阔的应用前景。

自清洁涂料，顾名思义，是指能够自动清除表面污染物，保持自身清洁的涂料。

它的工作原理主要基于两种机制：一是超疏水表面，二是光催化反应。

超疏水表面是通过特殊的微观结构和化学组成，使得水滴在表面上呈现出极大的接触角，能够轻易地滚落并带走污染物。

这种表面就像荷叶一样，水珠滚落时会带走灰尘和杂质，实现自清洁效果。

而光催化反应则通常借助纳米级的二氧化钛等半导体材料，在紫外线或可见光的照射下，产生强氧化性的物质，能够分解有机污染物，将其转化为无害的物质。

涂料的自清洁性能具有众多显著的优点。

首先，它大大减少了清洁所需的人力和物力成本。

想象一下，那些高大的建筑外立面、难以触及的玻璃幕墙，如果需要人工频繁清洁，不仅费时费力，还存在一定的安全风险。

而自清洁涂料的应用，可以让这些表面长时间保持干净，节省了大量的清洁费用。

其次，自清洁涂料能够延长被涂覆物体的使用寿命。

因为污染物的积累往往会加速材料的腐蚀和老化，而自清洁性能有效地减少了这种损害。

再者，它有助于改善环境质量。

通过分解有机污染物，自清洁涂料能够减少空气中的有害物质，为我们创造一个更健康、更清洁的生活环境。

在建筑领域，自清洁涂料的应用前景极为广阔。

现代化的建筑越来越注重外观的美观和持久性，而自清洁涂料可以使建筑外立面长期保持整洁亮丽，减少雨水痕迹和灰尘的附着。

特别是在高层建筑和大型商业建筑中，其优势更加明显。

不仅能够提升建筑的整体形象，还能降低维护成本。

交通领域也是自清洁涂料的重要应用方向。

例如，在铁路机车和汽车表面使用自清洁涂料，可以减少污垢和尘土的积聚，降低风阻，提高燃油效率。

同时，自清洁的车窗能够提供更清晰的视野，提高行车安全性。

在能源领域，太阳能电池板表面的污染会显著降低其发电效率。

纳米二氧化钛的制备方法和应用摘要：阐述了纳米二氧化钛的制备方法，并对其不同特性的应用领域做了详细介绍。

主要介绍了纳米二氧化钛在化妆品、涂料、光催化防雾自洁等方面的应用。

关键字：纳米二氧化钛气相法物相法化妆品中的应用抗菌塑料1、前言纳米材料是任何至少有一个维度的尺寸在纳米尺度，约为1~100nm。

它的尺寸大于原子簇小雨通常的微粉。

当小粒子尺寸进入纳米量级是，其本身就具有了尺寸效应、量子效应、界面效应、库伦堵塞与量子隧穿等特性。

成为未来材料发展的热点。

纳米二氧化钛是尤其重要的一种，它有着粒径小、磁性强、光催化、表面活性大、比表面积大等特性，晶体具有防紫外线、可见光透过、颜色效应和光催化等特性。

所以纳米二氧化钛被广泛应用光催化、环境保护、化妆品、陶瓷、建筑、涂料等多个领域。

因此纳米二氧化钛的发展有着很大的前景，成为材料领域重要的研究课题。

2、纳米二氧化钛的制备方法纳米二氧化钛的制备方法可分为气相法和液相法。

本文介绍几种常用的方法。

2·1 气相法气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体，是之在气体状态下发生物理变化或者化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子的方法。

此类反应大多是在高温下瞬时完成的，对反应器的构型、设备的材质、加热及进料方式等均有很高的要求。

气相法主要有TiCl4气相氧化法、真空蒸发—冷凝法、四氯化钛氢氧火焰法、气体颜料燃烧法。

2.1.1 四氯化钛气相氧化法此法多是以四氯化钛为原料，以氧气为氧源，以氮气为载气，在高温条件下四氯化钛和氧气发生反应生成纳米二氧化钛。

其反应式如下:TiCl4(g)+O2(g) =TiO2(s)+2Cl2(g)可利用气相氧化法制备出金红石型二氧化钛。

研究发现氧气预热温度越高,分布越窄、微粒粒径越小,随着晶型转化促进剂浓度增加粒径尺寸减小,随停留时间延长、晶型转化促进剂的增加，金红石相含量增大。

这种方法的自动化程度高，但有二氧化钛粒子遇冷壁结疤的问题没能很好解决.2.1.2 真空蒸发- 冷凝法此法是在真空反应器中通入惰性气体，并保持一定的压力,然后对蒸发物质进行真空加热蒸发, 蒸汽被液氮冷凝成超细微粒。

纳米二氧化钛光催化应用纳米二氧化钛是近年来发展起来的一种新型高性能材料，其粒子尺寸在1～100nm，表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大而使其具有块状材料所不具备的量子尺寸效应、体积效应、表面效应和宏观隧道效应。

与常规材料相比，纳米二氧化钛具有比表面积大、磁性强、光吸收性好、表面活性大、热导性好、分散性好等独特的性能，同时还具有光化学性质稳定、催化效率高、氧化能力强、无毒、价格便宜等优点，在化妆品、塑料、涂料、精细陶瓷、催化剂及环保领域应用广泛。

无机抗菌剂纳米二氧化钛是一种N型半导体，受到波长小于387.5nm 的紫外光的照射时，价带上的电子跃迁到导带，激发电离出电子同时产生正电性的空穴，产生电子–空穴对(e--h+)，并与其表面吸附的O2 和OH- 作用生成超氧化物阴离子自由基O2-和羟基自由基·OH，新生成的这两种自由基非常活泼，当遇到细菌时直接攻击细菌的细胞壁、细胞膜或细胞内的组成成分，对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲菌及癌细胞等有很强的杀灭能力。

以·OH为例，·OH有很强的氧化能力，它攻击有机物的不饱和键或抽取其氢原子，反应产生的新自由基将会激发链式反应，致使细菌蛋白质的多肽链断裂和糖类解聚，杀死细菌并使之分解。

美国得克萨斯大学研究人员将大肠杆菌和纳米二氧化钛混合液在大于380nm 的光线下照射，发现大肠杆菌以一级反应动力方程被迅速杀死。

东森公司研制的纳米二氧化钛对23 种有害细菌具有明显的杀菌、抑菌效果。

日本已经开发出了用纳米二氧化钛被覆的抗菌陶瓷品，其制造工艺是先将纳米二氧化钛加水制成浆料，涂在陶瓷砖表面，经高温锻烧即得到1cm厚具有杀菌性能的纳米二氧化钛薄膜产品。

该产品在光照射下能完全杀死表面细菌；若要使其在微弱光下亦有抗菌性能，可在纳米二氧化钛浆料中添加银、铜离子化合物。

添加约1%纳米二氧化钛的抗菌塑料，可广泛应用于食品包装、电器、家具、餐具、公共设施等，以防止病菌的繁殖和交叉感染。

特点：纳米材料由于尺寸较小，化学构成和表面结构特殊，因此具 一系列不同于传统材料的特殊的物理化学性质。
二、 纳米TiO2 的性质及应用 1、纳米TiO2 的分类
纳米Ti02 是一种重要的半导体金属氧化物，通常存在3种晶体式：锐钛 矿型(Anatase)、金红石型(Rufle)和板钛矿型(Brookite) 。
纳米TiO 2对肺部的损伤
Bermudez 等(2004)将小鼠、大鼠和豚鼠暴露在10mg·m 的超 细TiO 2 (21nm)粉尘中，发现TiO 2 颗粒在3种实验 动物肺内的沉积率分别为45％、57％和3％，肺泡 灌洗液内巨噬细胞和嗜中性粒细胞数量明显升 高；病理学结果显示大鼠肺中出现纤维化现象且 上皮细胞增殖，而小鼠和豚鼠的肺则较正常，说明 不同种属的动物对纳米TiO 2 ：颗粒的敏感性具一 定的种属差异性．
（1） 化妆品行业
纳米 TiO2既能吸收和散射紫外线(波长200-400nm)，又能透过可 见光，加之可以随意着色，价格便宜，且刺激性小，因此成为防晒系 列化妆品行业中最重要和用量最大的无机添加剂 。
。 产品功效：美白，修正偏黄肤色 保水保湿，减缓衰老
主要成分：蚕丝渍，VE，纳米TIO2
（2） 废水处理和空气净化 活性1剂）、、染废料水、处含理氮：有纳机米物Ti0、2 有可机将磷水杀中虫的剂烃等类较、快卤地代氧物化、为羧C酸O、和表面 H2o等无害物质，是饮用水及工业污水深度处理中很有前途的水处理 技术。 2）空气净化 ：在暖气、空调和制冷系统中加入纳米Ti02能够消灭、 分解或清除室内装饰材料释放的甲醛、氨气和苯 等以及大气环境 中常见的氮氧化物和硫氧化物，有效净化室内空气，促进人体健康。
纳米TiO 2 的皮肤渗透性
皮肤可以阻挡外源性物质的入侵，是保护机 体的重要屏障系统．对于纳米颗粒，采用 一定的处理方式增加它们的脂／水分配系 数后，完全有可能通过简单的扩散或渗透 方式穿过皮肤进入体内．