二氧化钛的表面处理

出自：文库作者用户名,可咨询！意大利耐弛建筑膜材二氧化钛(TiO2)涂层意大利耐驰建筑膜材使用二氧化钛（Tio2）做为表面处理材料，加在建筑膜材表面就可完全消除粘在膜材之上的烟雾、粉尘、赃物等颗粒物，使各地的地标性建筑结构保持清洁，即使在城市和其他存在过量工业颗粒物的地区也很有效。

二氧化钛膜材的基布是经过双向预应力处理（经向和纬向），使成型后的膜体不易变形，且膜材使用年限在15-20年以上；该膜材的各项技术参数较稳定，洁白度和自洁功能较好。

光触媒的工作原理光触媒的工作原理光触媒的工作原理光触媒的工作原理，，，，使用使用使用使用二氧化钛二氧化钛二氧化钛二氧化钛（（（（Tio2））））做为表面处理材料做为表面处理材料做为表面处理材料做为表面处理材料，，，，当受到紫外线照射时当受到紫外线照射时当受到紫外线照射时当受到紫外线照射时，，，，通过通过通过通过光催化反应光催化反应光催化反应光催化反应，，，，与与与与TiO2表面吸附的水氧化产生氢氧自由基（团）（OH-和OOH）、与空气中的氧气发生氧化还原反应产生超氧离子（O2-），变成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ自动挥发消除。

功能防污: 光触媒光诱起亲水性意味着液态水在光触媒表面上的接触角很小，水很容易和光触媒表面润湿。

使其表面不易附着脏物,同时可将负着的脏物氧化分解.杀菌: （OH-和OOH）和超氧离子（O2-）均具有极高的氧化性，能够轻易的打开有机物的化合键，病毒、细菌以及大部分有害物质均为有机物构成，破坏细胞构成以及它赖以生存的有机营养物使蛋白质发生变异导致病毒、细菌死亡；抗紫外线:由于其工作原理需要利用紫外线进行光化学反应,大部分的紫外线都被吸收,大大降低了紫外线对膜材基布的伤害.空气净化功能:能够与空气中大多数有害气体如甲醛、苯、，大气中的一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮发生反应生成无害的水与二氧化碳等产物，达到净化空气的作用。

有资料表面100平米的Tio2涂层相当与涂层相当与涂层相当与涂层相当与7棵白杨树进行的光合作用棵白杨树进行的光合作用棵白杨树进行的光合作用棵白杨树进行的光合作用, 从从从从而给我们一个绿色的生活环境而给我们一个绿色的生活环境而给我们一个绿色的生活环境而给我们一个绿色的生活环境纯的二氧化钛光触媒镀膜防腐的最大缺点是只有在紫外线的照射下才能发挥作用，在无光或夜间失去防腐功能。

二氧化钛CMP 后的清洗张嘉伟 113114312二氧化钛简介二氧化钛（2TiO ），相对分子质量为79.88，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。

二氧化钛有两种主要结晶形态：锐钛型（简称A 型）和金红石型（简称R 型）。

二氧化钛的性质（1）物理性质① 相对密度在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。

锐钛型二氧化钛的密度是3.8~3.9g/cm3，金红石型二氧化钛的密度是4.2~4.3 g/cm3。

② 熔点和沸点由于锐钛型和板钛型二氧化钛在高温下都会转化成金红石型，因此板钛型和锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。

只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点（1830±15）℃、富氧中的熔点1879℃，熔点与二氧化钛的纯度有关。

金红石型二氧化钛的沸点为（3200±300）℃，在此高温下二氧化钛稍有挥发性。

③ 吸湿性二氧化钛虽有亲水性，但吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。

二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系，表面积大，吸湿性高，它还与表面处理及性质有关。

④ 热稳定性二氧化钛属于热稳定性好的物质。

（2） 化学性质二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。

常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，也不溶于水、烯酸及弱无机酸。

二氧化钛能溶于氢氟酸，生成氟钛酸，其反应方程式如下：226262TiO HF H TiF H O +→+在长时间煮沸的情况下，二氧化钛能溶于浓硫酸，生成硫酸钛或硫酸氧钛，其反应方程式如下：224422224422()2TiO H SO Ti SO H OTiO H SO TiOSO H O +→++→+二氧化钛还能溶于碱，如强碱（氢氧化钠、氢氧化钾）或碱金属碳酸盐（碳酸钠、碳酸钾）熔融，转化为可溶于酸的钛酸盐，其反应方程式如下：222222TiO NaOH Na TiO H O +→+CMP过程（1）抛光液抛光液(Slurry)是CMP的关键要素之一，可以说没有抛光液，也就谈不上化学机械抛光。

二氧化钛的表面处理0 前言二氧化钛(俗称钛白粉)广泛应用于涂料、油漆、塑料、造纸、化妆品及医药工业中。

其中，涂料和油漆领域所占比重最大。

尽管在过去30年间，涂料和油漆消耗的二氧化钛量在总消耗量中的份额，由60％~62％下降到55％一58％，这主要是由于塑料制品等工业领域中二氧化钛用量增长更迅速。

为适应市场需求，钛白工业试图开发有尽可能多的适合各种用途的标准钛白。

但是，这必然会在开发阶段产生一个问题，即决定以什么性能作为主导的问题：是以光学性能为主导，还是光泽促进性为主导，还是以分散性或耐候性为主导的问题。

开发新一代通用型钛白的目的，就是将钛白优异的光学性能、高光泽和很好的分散性、耐候性在一种钛白产品中表现出来，使旧有的标准钛白升格为真正的多用途钛白，大量减少供应商库存积压，是一项具有相当意义的挑战。

二氧化钛颜料在白色颜料中的折光指数是最高的，具有优异的光散射能力、高消色力和遮盖力等性能。

钛白粉分为金红石型和锐钛型两种晶型，其主要区别在于晶格结构、折光指数、密度和对UV光的稳定性。

金红石型钛白粉的折光指数、稳定性、耐光性和遮盖性等均优于锐钛型，它在分散体系(聚合物)中的光散射性比锐钛型高20％左右。

但是二氧化钛也存在着与生俱来的缺陷，其中最突出的是光化学活性。

二氧化钛在有水分的情况下经目光照射(主要是近紫外光谱域)，其晶格上的氧离子会失去两个电子变为氧原子，这种新生态氧具有极强的活性，造成涂膜中的有机物质氧化，使高分子有机物逐渐发生断链、降解，最终使涂膜粉化、失光、泛黄、变色，导致耐候性降低。

其次，无论是通过硫酸法的水解和煅烧工艺还是氯化法气相氧化工艺生产出来的二氧化钛都存在着一些品格缺陷，即肖特基缺陷，其粒子表面上存存着许多光活化点，在一些微量杂质如10-6～10-3的Fe、Cr、V等存在的情况下，会加速其光化学反应，从而引发自由基键反应破坏涂膜等有机介质。

另外，二氧化钛本质上是亲水憎油性物质，表面带负电荷，在有机介质中的分散性很差，会使涂料产生浮色、发花、絮凝和沉淀，这就给它在漆料中的应用造成很大困难。

二氧化钛紫外吸收光谱二氧化钛是一种常见的光催化剂，具有优异的光催化性能和广泛的应用前景。

在二氧化钛的光催化反应中，紫外吸收光谱扮演着重要的角色。

下面将详细介绍二氧化钛的紫外吸收光谱。

一、二氧化钛的能带结构二氧化钛的能带结构是由导带、价带和禁带组成的。

禁带是指导带和价带之间的能量差距，是二氧化钛的显著特征之一。

二氧化钛的禁带宽度一般在3.0-3.2eV之间，这使得它能够吸收波长小于387nm的紫外光。

二、二氧化钛的紫外吸收光谱二氧化钛的紫外吸收光谱通常采用光吸收系数来表征。

光吸收系数是指物质在单位浓度、单位波长下的光吸收度。

二氧化钛在紫外区域的吸收系数较高，而在可见光区域的吸收系数较低。

其紫外吸收峰位于387nm左右，属于锐钛型二氧化钛的特征吸收峰。

三、紫外吸收光谱与二氧化钛光催化活性的关系紫外吸收光谱可以反映二氧化钛的光催化活性。

一般来说，具有较大光吸收系数的二氧化钛具有较高的光催化活性。

这是因为在紫外光的照射下，二氧化钛能够激发电子从价带跃迁到导带，形成光生电子-空穴对。

这些光生电子-空穴对能够与水分子和氧气分子发生反应，生成具有强氧化性的羟基自由基和超氧自由基，从而降解有机物和无机物。

四、影响二氧化钛紫外吸收光谱的因素1.晶型：不同晶型的二氧化钛具有不同的紫外吸收光谱。

锐钛型二氧化钛的紫外吸收峰位于387nm左右，而金红石型二氧化钛的紫外吸收峰则位于400nm左右。

2.粒径：二氧化钛的粒径越小，其紫外吸收系数越高。

这是因为随着粒径的减小，二氧化钛的比表面积增大，从而增加了光生电子-空穴对的数量，提高了光催化活性。

3.表面处理：表面处理可以改变二氧化钛的表面性质和结构，从而影响其紫外吸收光谱。

例如，通过表面羟基化处理可以增加二氧化钛的光催化活性，同时使其紫外吸收峰向长波方向移动。

4.杂质：杂质也会对二氧化钛的紫外吸收光谱产生影响。

例如，掺杂金属离子或非金属元素可以改变二氧化钛的能带结构和电子分布，从而影响其光催化活性和紫外吸收光谱。

二氧化钛镀膜材料二氧化钛（TiO2）是一种广泛应用于许多工业领域的化学物质，其中之一是光催化领域，它具有很好的催化性能，广泛应用于水处理、大气环境净化、自洁涂料等领域。

因此，二氧化钛镀膜材料备受关注，以提高其应用性能。

二氧化钛镀膜是在表面形成一层二氧化钛薄膜的过程，该过程旨在提高其光催化性能、光学性能和化学性能。

目前，各种制备技术都在研究中，如溶胶-凝胶法、热氧化法、离子束溅射法、磁控溅射法等。

溶胶-凝胶法是一种简单易行的制备方法，它包括以下步骤：先将金属钛与适当的溶剂混合，然后经过热处理，形成溶胶，最后将溶胶涂覆在基底上并进行热处理。

该方法制备的二氧化钛薄膜具有良好的光催化性能和光学性能。

热氧化法是通过热处理将二氧化钛附着在晶圆表面上。

这种方法可以通过控制热处理时间和温度来控制薄膜的厚度，并且可以轻松地从试验室扩展到工业应用。

离子束溅射法和磁控溅射法是通过利用气体离子束或磁场来将二氧化钛附着在基底上。

这种方法制备的薄膜具有很高的纯度和光孔效应，但需要高昂的设备费用和高度训练的技术人员。

除了这些制备方法外，还有一些新兴的制备方法，如水溶液电化学沉积法、化学气相沉积法等。

水溶液电化学沉积法是将二氧化钛纳米粒子从水溶液中沉积在基底上，并使用电流进行控制。

该方法简单易行，能够制备出高质量的薄膜。

二氧化钛镀膜材料的应用广泛，它可以用于晶体管、太阳电池、涂层、催化剂等。

尤其是在自洁领域，二氧化钛镀膜材料被广泛应用。

它可以将材料表面疏水性增强，形成超疏水表面，增强其自洁性能。

此外，它还可以通过光催化降解有机物质来净化大气环境和水体。

因此，二氧化钛镀膜材料在环保领域有广泛的应用前景。

超透镜二氧化钛制备工艺流程超透镜二氧化钛是一种具有非常高折射率和低散射率的材料，可以用于制备超透镜，达到在可见光和红外光谱范围内实现超分辨率成像的目的。

下面将介绍一种超透镜二氧化钛的制备工艺流程。

制备超透镜二氧化钛的关键步骤是合成高质量的二氧化钛材料。

常用的合成方法有溶胶-凝胶法和热分解法。

溶胶-凝胶法是将二氧化钛前驱体（如钛酸酯）溶解在溶剂中，并通过凝胶化和热处理得到纳米尺寸的二氧化钛颗粒。

热分解法则是将二氧化钛前驱体直接加热分解，得到二氧化钛粉末。

接下来，将制得的二氧化钛材料进行加工和成型。

常用的加工方法有压制、注射成型和3D打印等。

其中，压制是将二氧化钛粉末加入模具中，经过高温和高压处理，使其形成致密的二氧化钛块体。

注射成型是将二氧化钛材料溶解在溶剂中，然后通过注射器注入模具中，最后经过固化得到所需形状的超透镜。

3D打印则是将二氧化钛材料以粉末或液体形式直接打印成所需形状的超透镜。

在成型完成后，需要对超透镜二氧化钛进行表面处理和优化。

常用的表面处理方法有化学氧化、离子注入和溅射等。

其中，化学氧化是将超透镜二氧化钛置于氧气或氧化剂环境中进行氧化处理，使其表面变得更加光滑和均匀。

离子注入是通过将离子注入到超透镜二氧化钛的表面，改变其光学性能和表面形貌。

溅射则是利用高能粒子轰击超透镜二氧化钛的表面，以改变其物理和化学性质。

需要对超透镜二氧化钛进行光学性能测试和应用验证。

通过使用光学显微镜、扫描电子显微镜和红外光谱仪等设备，对超透镜二氧化钛的形貌、结构和光学性能进行表征。

同时，可以将超透镜二氧化钛应用于红外成像、光学通信和激光加工等领域，验证其在超分辨率成像上的应用效果。

超透镜二氧化钛的制备工艺流程包括二氧化钛的合成、材料加工和成型、表面处理和优化以及光学性能测试和应用验证等步骤。

通过这一工艺流程，可以制备出具有优异光学性能的超透镜二氧化钛，为实现超分辨率成像提供技术支持。

二氧化钛阳极氧化二氧化钛阳极氧化是一种常见的表面处理技术，广泛应用于材料科学和工程领域。

本文将介绍二氧化钛阳极氧化的原理、方法和应用。

一、原理二氧化钛阳极氧化是利用电化学原理，在二氧化钛表面形成氧化层的过程。

在氧化层形成的过程中，通过控制电压和电流密度，可以调节氧化层的厚度和孔隙度，从而改变二氧化钛的表面性质。

二、方法二氧化钛阳极氧化的方法主要有两种：常规阳极氧化和自形成氧化（Self-Forming Anodization，SFA）。

常规阳极氧化是在电解液中进行，通过施加电压和电流，使二氧化钛表面氧化生成氧化层。

而SFA是在高温和高湿度环境中进行，二氧化钛表面的水分子和氧分子反应形成氧化层。

三、应用1. 光催化材料：二氧化钛阳极氧化可以增加二氧化钛的表面积，增强光催化反应的效率。

因此，二氧化钛阳极氧化常用于制备光催化剂，用于水处理、空气净化、环境保护等领域。

2. 色谱柱填料：通过控制二氧化钛阳极氧化的条件，可以调节氧化层的孔隙度和表面化学性质，从而改变色谱柱填料的分离性能和选择性。

二氧化钛阳极氧化制备的色谱柱填料被广泛应用于化学分析和生物医学领域。

3. 锂离子电池：二氧化钛阳极氧化可以提高锂离子电池的电化学性能，如提高电池的循环稳定性和容量保持率。

因此，二氧化钛阳极氧化常用于锂离子电池的正极材料制备。

4. 光电子器件：二氧化钛阳极氧化可以改变二氧化钛的能带结构和电子传输性质，从而用于制备光电子器件，如太阳能电池、光电探测器等。

二氧化钛阳极氧化是一种重要的表面处理技术，具有广泛的应用前景。

通过控制阳极氧化的条件，可以调节二氧化钛表面的性质，实现对材料性能的改善和优化。

随着对新材料和新能源的需求增加，二氧化钛阳极氧化将在更多领域展示其巨大潜力。

二氧化钛分类二氧化钛是一种非常重要的材料，在生产及科学研究中都有广泛的应用。

在工业上，主要用于化妆品、涂料、塑料等行业；在科学研究中，主要用于催化和光催化等方面。

但是，二氧化钛有很多种不同形态和性质，需要对其进行分类。

本文将围绕二氧化钛分类一事进行阐述。

第一步，按照形态进行分类。

根据二氧化钛的形态特征，它主要分为四种形态：1. 纳米颗粒：二氧化钛颗粒的平均尺寸小于100纳米，通常是10-50纳米左右。

2. 纳米棒：二氧化钛的形态具有细长的“棒子”状，长度一般在100纳米到数微米之间，直径通常小于100纳米。

3. 纳米管：二氧化钛的形态具有管状，长度通常在数百纳米到数微米之间，直径在10-100纳米之间。

4. 薄膜：用特殊的表面处理方法将二氧化钛形成极薄的膜状。

根据二氧化钛的形态不同，其物理性质、化学性质以及应用领域也不同。

例如，在光催化方面，纳米颗粒比纳米管更为高效，而在某些化妆品应用中，薄膜形式的二氧化钛更为适用。

第二步，按照合成方法进行分类。

根据二氧化钛的合成方法，它主要分为两种形式：1. 溶胶-凝胶法：将钛酸酯等钛源物溶解在溶剂中，然后加入水或酸性溶液，形成胶体。

通过加热干燥等方式将胶体形成成固体。

2. 水热合成法：将钛源物与碱性溶液反应，形成钛酸盐，随后进行加热处理，在高压的条件下使之形成二氧化钛颗粒。

不同的合成方法会影响二氧化钛材料的结晶形态、晶格结构以及物理性质等。

因此，在选用二氧化钛材料时，也需要根据对应的合成方法选择对应的合成材料。

第三步，按照物理/化学性质进行分类。

根据二氧化钛的物理/化学性质，它主要分为三种形式：1. 普通型：其物理/化学性质普通，主要由纳米晶体颗粒组成。

2. 氧化还原型：其物理/化学性质不同于普通型，因为它的表面和晶体含有还原剂。

这种结构通常能够更好地吸收光线。

3. 孔型：通常由孔隙结构组成的材料，表现出比普通型更优秀的催化作用。

因此，二氧化钛的不同分类形式具有不同的物理/化学性质。

二氧化钛表面处理研究进展李璇;张敏;李秋叶;杨建军【摘要】综述了纳米二氧化钛表面处理的方法,从二氧化钛纳米颗粒团聚的原因分析着手,介绍了有机处理和无机处理等表面处理方法,着重介绍了二氧化钛表面无机处理及二氧化钛表面处理的机理、影响因素、处理过程等因素.分析了目前二氧化钛表面处理存在的不足,并对其发展趋势进行了展望.%Methods for surface treatment of nano TiO2 were systematically summarized and classified. Various methods for surface treatment of TiO2 including organic and inorganic treatment were intro-duced. The reasons, theories, influences factors, and processes of surface treatment of nano-TiO2 were reviewed. Currently existing deficiencies of surface treatment of TiO2 was analyzed and its developing trend were prospected.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2017(028)005【总页数】11页(P537-547)【关键词】二氧化钛;有机表面处理;无机表面处理;表面复合处理【作者】李璇;张敏;李秋叶;杨建军【作者单位】河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O64随着社会和经济的高速发展，环境自净化能力的速度不及污染速度，就会带来一系列环境问题. 环境已给出了各种污染的警示，如雾霾、酸雨等. 其中雾霾的危害主要有两种：一是对于人体的直接危害，空气中的有害气体和各种气溶胶等会粘附于人体的呼吸道与肺泡中，引起各种呼吸系统疾病，浓雾天气气压较低，易诱发各种心血管疾病，并且雾霾导致近地层紫外线减弱，使得空气中病菌增多，传染病增加；二是影响交通安全和生态环境. 通过各种手段治理环境污染是当今的研究热点，如在涂料中添加光触媒(如二氧化钛)，光催化降解空气中的有害气体SO2、氮氧化物等，在一定程度上辅助治理环境污染. 因此，把光催化活性高的锐钛矿型TiO2作为添加剂加入到涂料中以增加涂料降解污染物的应用研究具有重要的意义[1-4]. TiO2，俗称钛白粉，主要有金红石、锐钛矿、板钛矿等晶型. 其物理化学特性稳定，无毒无害，具有不透明性、优异的白度和光泽度、高遮盖性、高散射力、廉价等优点[5-8]. 在涂料行业特别是在建筑涂料中具有广泛的应用,占钛白粉全部用量的百分之六十以上，是目前应用最广，用量最大的白色颜料，但TiO2作为白色无机颜料，尤其是纳米级TiO2，主要存在两方面问题. 首先，锐钛矿相TiO2光催化活性过高，能够催化降解在其表面的有机物[9-10]如油漆中的有机成膜剂，造成油漆变黄、粉化脱落等结果，这严重限制了TiO2颜料的使用；其次，纳米TiO2颗粒太小，表面能高，使得颗粒之间易于团聚，不易分散. 因此必须对TiO2表面进行处理来调控锐钛矿TiO2光催化活性并提高其在介质中的分散性. 通过在TiO2颗粒表面包覆二氧化硅壳层结构，可以在一定程度上提高TiO2颗粒在介质中的分散性，并且能够有效提高颜料的耐候性并充分发挥锐钛矿TiO2优良的光催化活性. 我国在生产和消费钛白粉方面居世界前列[11]，钛白粉生产工艺复杂、成本高居不下，单纯的二氧化钛市场竞争大、利润空间小，给生产商带来较大的压力，而用户会有较重的负担. 因此在保持涂料性能不变的前提下，不断为涂料增加新的功能，充分发挥涂料应用范围广、应用面积大的优势，以充分利用此资源来辅助消除雾霾中的有害气体.TiO2是n型半导体(锐钛矿相禁带宽度3.2 eV，金红石相禁带宽度3.0 eV)，当TiO2受到大于或等于其禁带宽度的光能(hν)照射后，其价带上的电子就可以被激发跃迁到相应的导带，从而在价带上产生空穴(h+)，光激发产生的电子-空穴对可以在空间电荷层的作用之下分离，空穴可以转移到TiO2颗粒的表面和TiO2表面上的羟基相互作用，从而产生高活性羟基自由基. 该自由基具有强的氧化性，在一定程度上可将有机物氧化分解为水或二氧化碳等无机小分子[12-15]，如图1所示：其基本反应式如下：纳米TiO2作为一种重要的半导体光催化材料，因其具有化学性质稳定、廉价、无毒并具有较高活性等优点而得到广泛的研究与应用. 它的应用范围主要包括以下几个方面：涂料、油漆、陶瓷、建筑[16-17]、化妆品[18]、塑料[19]、化纤、橡胶、食品卫生和电子产品[20-21]等行业.纳米二氧化钛颗粒尺寸小而具有很高的比表面积，且颗粒越小，表面的原子数量就越多，表面原子配位数不足和高表面能，导致表面的原子有很多悬挂键，表面原子受力不均匀，有与外界键合的倾向，从而使这些原子极易与其他原子相结合而稳定下来，导致晶粒相互聚集，晶体长大. 可见，纳米颗粒具有很高的化学活性，表现出强烈的表面效应和小尺寸效应[22].悬浮在溶液中的微粒普遍受到范德华力的作用，很容易发生团聚. 范德华力与颗粒直径成反比，纳米颗粒由于尺寸小，因而具有较强的范德华力作用. 纳米TiO2是由刚性、实心类球状颗粒组成，表面有很多·OH[13,23]，能够相互之间形成氢键，从而导致颗粒之间集结成群. 二氧化钛表面羟基形成如图2[24]所示：颗粒与溶剂的碰撞使得颗粒具有与周围颗粒相同的动能，因此小颗粒运动得快，纳米颗粒在做布朗运动时彼此碰撞，由于吸引作用，它们会连接在一起，形成二次颗粒. 二次颗粒较单一颗粒运动的速度慢，但仍有机会与其他颗粒发生碰撞，进而形成更大的团聚体，直至大到运动缓慢而沉降下来，如图3所示.二氧化钛纳米颗粒表面带有电荷时，溶液中的一些带相反电荷的离子靠库仑力被紧密吸附在颗粒的表面而构成吸附层，从而形成双电层，产生了ζ电位. ζ电位越高，颗粒的双电层产生的斥力越大，从而使颗粒更容易分散. 在等电点附近(ζ= 0 mV)，颗粒之间没有库仑排斥力. 当排斥力小于范德华引力时，粒子之间以引力为主，将发生团聚. 二氧化钛的ζ电位与pH值有关[25]. 如图4[16]所示：二氧化钛表面无机处理是在TiO2颗粒表面包覆一层无机的壳层结构，使之与周围介质分离，以调控TiO2的光催化活性，同时提高在介质中的分散性. 常用的无机表面处理剂有：SiO2、Al2O3、ZrO2、Fe2O3等.异相成核比均相成核有优势，其原因为晶核在已存在的异相晶体表面形成时，所增加的表面能比自行成核时要小. 因此在溶液中表面包覆膜的形成要比自身成核更容易[26]. 康春雷[27]把CH2OHCH2Cl和H2SO4作为酸解物质在金红石TiO2表面包覆氧化铝，在实验过程中出现均相成核与异相成核，主要影响因素为反应体系的pH，局部酸浓度过高易造成局部均相成核，因此采用弱酸、稀酸、加强搅拌来阻止局部均相成核. 崔爱莉等[28]对这一机理从热力学角度进行了研究，发现如果晶核与核化剂原子排列越相似，异相表面成核越有利，这也同样说明了在氧化物的表面包覆氧化物在热力学上是有利的. 晶核在形成时在已经形成的晶核表面结晶要比自行成核的表面能低，形成的核越小表面能越高，因此异相表面成核优先于均相成核，这也为在物质表面形成包覆层而非此物质的颗粒提供了有利条件.颗粒与其包覆物之间发生化学反应，形成牢固的化学键. 二氧化钛表面有很多未键合的羟基，会与带有羧基或羟基的物质脱水缩合成稳定的化学键或形成配位键，从而形成包覆层，不易脱落[29]. 崔爱莉等[30]对二氧化钛进行硅、铝二元包膜，通过XPS表征测试发现Si和Al以化学键结合于二氧化钛表面. 李礼[31]采用偏铝酸钠为原料对二氧化钛进行表面修饰，Al以Ti-O-Al键结合于二氧化钛表面.颗粒表面电荷与包覆剂带有相反的电荷，从而可以依靠库仑引力使得包覆剂吸附到颗粒的表面[26]. 吴健春[32]在酸性条件下合成Fe(OH)3，表面带有正电荷，而二氧化钛表面在中性下带有负电荷，Fe(OH)3靠静电引力吸附于二氧化钛表面，再经过煅烧形成肤色Fe2O3包覆的二氧化钛.影响二氧化钛无机表面处理的因素有：表面修饰剂用量、反应体系pH、反应温度、搅拌速度、表面活性剂用量、反应物浓度、水质、包覆速度等. ①表面修饰剂用量对改性效果影响很大. 若改性剂用量太小，因无法实质性的改变表面性质而达不到改性的要求；若改性剂的用量过大，成本也会随之增加，而且还可能引起粉体的絮凝，对产品的最终性能如耐水性和光泽等产生不良影响. ②一般情况下，酸碱度对钛白粉在水中的单分散影响很大，当pH<2时其分散性很好. 如果pH上升会逐渐发生团聚现象. 当pH在5～8时，团聚现象最为严重. 而当pH>8时，又重新分散，当pH在8.5～11时分散性最好. 当pH>11时又重新团聚. ③每个反应都有适合的温度范围，反应温度过高会导致包覆剂之间相互反应速率超过包膜的速率而导致不易成膜或成膜不稳定；而温度过低形成的膜疏松易脱落. 无机修饰在温度为60～110 ℃左右最为适宜. ④在二氧化钛进行表面处理过程中要始终保持较高的搅拌速度，依靠搅拌的作用力尽可能地使团聚体避免接触而充分分散到反应介质中，使表面处理过程中包覆的单个颗粒而非颗粒团聚体. 同时防止局部包覆剂浓度过高使得包覆剂自身发生反应，不利于成膜. ⑤表面活性剂是在进行表面处理前期使用，目的是使团聚的二氧化钛重新分散，表面活性剂用量不宜多，一般在1%～3%[33].⑥反应物的浓度过大，会使得粉体不易分散，颗粒之间形成软团聚，包覆中易形成团聚体，改良效果差. 而浓度过小，在过滤、洗涤等操作中滤液体积增大，能耗增加，成本增加[34]. ⑦表面处理过程中所用的水应为去离子水或蒸馏水，其原因为当二氧化钛颗粒表面带负电荷时，硬水中的钙离子和镁离子容易吸附到颗粒表面，中和颗粒表面的负电荷，使颗粒团聚；而TiO2表面带有正电荷时，硬水中的氯离子会中和表面的正电荷导致凝聚. ⑧致密程度和包覆速度相关，包覆速度过快易生成蓬松的膜，包覆速度过慢就会形成致密的膜.液相沉积法制备TiO2@SiO2颗粒. 将二氧化钛分散到水中制成悬浮液，将硅酸钠与硫酸分别配成一定浓度的溶液，并加入到二氧化钛悬浮液中，控制反应温度与pH，使硅酸钠水解，得到白色悬浮液；用蒸馏水反复离心洗涤，烘干即得到TiO2@SiO2颗粒[35-39]，反应方程式如下：液相沉积法制备TiO2@SiO2颗粒是较常见的修饰二氧化钛的方法，该工艺操作简单，实验过程易于控制，具有普遍的适用性. 但是，该法制备出的TiO2@SiO2颗粒分散性较差，易于团聚，难于在水中很好地分散，且在制备过程中，粒子的成核和生长过程受较多因素的影响.因此，如果能控制二氧化硅在二氧化钛表面的生长，通过表面功能化改善所得粒子的分散性，可以制得高性能的TiO2@SiO2颗粒. TIZJANG等[40]选用有机硅化合物正硅酸乙酯采用改进的Stöber方法对二氧化钛进行包覆，以降低二氧化钛在紫外光照射下的光催化活性，实验通过紫外光下降解亚甲基蓝证实包覆二氧化硅后二氧化钛的光催化活性有效降低. 但相对于无机硅包覆，有机硅包覆的成本更高. 葛晨等[35]用金红石型二氧化钛为原料，初步探讨了各反应条件(温度、pH)对二氧化钛表面形成二氧化硅岛状膜与连续致密膜的影响. 孙秀果等[41]采用包覆沉淀法制备纳米TiO2@SiO2，结果表明，合适的包覆速度改性后的粉体粒度分布均匀，紫外吸收能力增强，分散性提高. TiO2@SiO2也存在一定的缺陷，氧化硅之间也存在着微弱的氢键，使得浆料的过滤洗涤性能变差，生产成本增加. SCIANCALEPORE等[42]采用溶胶凝胶法，TEOS作为原料制备SiO2-TiO2陶瓷，实验证实基底的光滑程度对光催化降解有影响，光滑表面有高的光催化活性，高的亲水性.化学沉积法制备TiO2@Al2O3颗粒.以NaOH中和，反应方程式：以H2SO4中和，反应方程式：李礼[31]采用偏铝酸钠为原料对二氧化钛进行表面修饰，由实验得出铝在碱性条件下生成的沉积物为疏松的勃姆石型，Al是以Ti-O-Al键结合于二氧化钛表面，酸性条件下沉积物为无定形，且在碱性条件下包覆产品的颜料性能更好. 康春雷等[27]在金红石表面包覆氧化铝，选择H2SO4和CH2OHCH2Cl为酸解介质，用CH2OHCH2Cl为酸性介质能够抑制浆液中的均相成核，包覆膜质量明显改善. KLYATSKINA等[43]采用悬浮等离子体喷涂技术在二氧化钛表面包覆氧化铝.TiO2表面包覆ZrO2壳层结构，不仅对提高层间结合力有作用，而且能够显著地掩蔽TiO2的光催化活性，反应方程式：一般不会单独进行锆包膜，因为经锆处理后的样品的浆料过滤性能变差，不容易过滤洗涤，滤饼也不易抽干，易发生假稠现象，因此锆经常与铝包膜等包膜剂配合使用[44].在二氧化钛表面包覆Fe2O3目的是合成颜色稳定、具有一定彩度的二氧化钛，以克服仅把颜料与二氧化钛混合引起体系颜色分层[45]，主要反应如下：LV等[46]采用水热原子沉积法实现了在二氧化钛纳米管表面包覆Fe2O3以提高对锂离子的储存性能. 吴健春[32]在二氧化钛表面包覆以制备肤色二氧化钛，根据煅烧工艺对彩度的影响情况制备出肤色二氧化钛.在TiO2中添加同时具有亲水基团和亲油基团的有机改性剂，利用包膜剂中亲水官能团与二氧化钛表面的未键合羟基进行脱水缩合或发生取代反应形成化学键，或通过包膜剂的极性基团或氢键吸附在TiO2表面[47]，而其亲油的非极性基团朝外，有机物碳链具有一定程度的刚性，在二氧化钛颗粒之间起到位阻作用，从而消除或减弱二氧化钛颗粒之间的极性吸附作用，防止二氧化钛颗粒之间的团聚，提高其在特定介质中的分散性.常用的有机表面处理剂有：1) 胺类化合物，如三乙醇胺[34]、二异丙醇胺、乙醇胺、十八烷胺[48]等. 2) 多元醇，如NPG、TMP、TME、乙二醇[49]、丙二醇、辛戊二醇、季戊四醇等. 3) 有机硅化合物，如硅烷偶联剂、硅油、有机改性硅油等.4) 有机酸盐，如十六烷基三甲基氯化铵[50]、木质素磺酸钠、次甲基萘磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)[51].将TiO2分散到水中，加入分散剂分散，然后加入硅烷偶联剂，加热至一定温度，升温搅拌反应一定时间，经陈化、过滤、抽提、干燥得到最终改性产品. 秦悦等[52]用硅烷偶联剂A-151改性锆铝二元包覆后的TiO2，经实验与讨论后选择出最适宜实验条件为pH=10.0，水与硅烷偶联剂的体积比为110∶1，水解温度为75 ℃，这时粉体表面性质改变，由亲水性转为亲油性，明显改善了粉体团聚现象. 硅烷偶联剂与纳米TiO2表面的羟基发生化学反应，在TiO2表面形成了化学键，稳固的结合在表面[53]. 王琳琳等[54]利用JH-N318对二氧化钛表面进行修饰，对比改性前后的纳米TiO2的TEM照片，证明经JH-N318改性后的纳米TiO2在丙酮中的分散效果大大提高.有机酸类化合物与TiO2颗粒表面的羟基发生类酯化反应，使羧酸根与羟基之间脱水缩合，形成化学键，键合在颗粒表面，降低了颗粒的表面能，避免了TiO2颗粒之间的氢键作用力，从而将TiO2颗粒分散开来. 邹玲等[55]采用溶胶-凝胶的方法利用混合溶剂制备出硬脂酸修饰的纳米粒子，结果证实了表面有机修饰层的存在，这一修饰层与无机内核之间形成了化学键，而且羧酸根与无机内核形成双齿配位化合物.表面接枝改性的方法一般是先对TiO2颗粒表面进行预处理，之后再引发有机物在TiO2表面接枝聚合，主要包括偶联剂进行预处理法和表面活性剂进行预处理的方法[56]. 邱晓清等[57]运用硅烷偶联剂WD-70对TiO2纳米颗粒进行预处理，再进行苯乙烯的分散聚合包覆，通过表征证明聚苯乙烯通过偶联剂与TiO2键合在一起. 马丽[58]用十六烷基三甲基氯化铵对纳米TiO2进行改性，与未进行改性的TiO2颗粒相比，其吸油值明显减小. 并且实验结果表明，CTAB与TiO2颗粒表面的羟基发生了化学反应，成功接枝到其表面.TOHAE等[59]在TiO2表面接枝了APTMS和IPTMS硅烷偶联剂，IPTMS在TiO2表面产生交联结构，因此IPTMS的嫁接效率要比APTMS的嫁接效率要高，修饰后水合半径明显减小. 接枝原理如图5所示.此种方法利用有机酸盐亲水基团一端容易吸附在TiO2颗粒的表面，而疏水基团伸向分散介质中，以此来提高TiO2在分散介质中的分散性及与介质的相互融合性.王科林等[51]利用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)修饰二氧化钛，提高了TiO2在二甲苯中的稳定性. 万斯等[48]利用十八烷胺通过物理吸附的方法改性了担载银的TiO2粉体，经过改性得到了亲油疏水的载银二氧化钛粉体. 吕玉珍等[60]选用了油酸对纳米TiO2进行表面有机修饰，将修饰后的样品通过超声，分散到变压器油中，实验结果表明，油酸在纳米TiO2表面成功形成了良好的修饰层，且与纳米TiO2表面以双齿桥连配位方式键合. NAKAYAMA等[61]用丙酸和各种胺作为原料，采用两步法对TiO2表面进行修饰，得到了在有机溶剂中具有高分散性的TiO2纳米颗粒，酸和胺以螯合键或桥键形式键合于TiO2颗粒表面. OJAME等[62]研究了甲酸、乙酸、柠檬酸等在金红石表面的吸附作用，通过量子化学计算发现甲酸、乙酸、柠檬酸等通过强键吸附到TiO2表面，这种强键主要是以桥键形式存在. MISRA等[63]成功用C11-resorcinarene对二氧化钛进行包覆，实现了其在不同的非水溶剂中单分散及再分散，其结构如图6所示：影响TiO2表面有机处理的因素与无机处理因素差别不大，有以下几点：表面修饰剂用量、反应体系pH、反应温度、搅拌速度、表面活性剂用量、反应物浓度、水质、包覆速度等. 有机修饰的温度相比无机物表面处理温度低[34].为了扩展二氧化钛的应用范围，可以使用两种或多种表面处理剂进行复合处理，常用的处理方法有两种：无机-无机复合处理、无机-有机复合处理. 无机-无机复合处理一般有铝硅复合处理、铝锆复合处理等. 而无机-有机复合处理一般先进行无机处理再进行有机处理，以使产品更好的分散到有机介质中.铝硅复合处理存在处理次序的问题. 一般生产耐候性产品时先修饰铝再修饰硅，应用于水性涂料时，先修饰硅后修饰铝. 崔爱莉等[64]用硅酸钠和硫酸铝为原料在二氧化钛表面修饰硅铝二元膜. 研究了二氧化钛表面包硅和包铝膜的机理和包膜的表面结构，提出pH和硅胶的聚合速度影响包膜的致密性与状态，pH主要影响包覆单分散，硅酸聚合速度过快，不利于逐渐沉积到TiO2粒子表面形成成膜包覆，而生成许多小球形的SiO2粒子，从而产生成核包覆. 李蓓等[65]在钛白粉表面用氧化硅和氧化铝进行包膜处理，水悬浮液pH值偏离中性. 氧化硅包膜后，钛白粉水悬浮液呈碱性，随着包覆量的增加pH增大，最高可达pH 9.7. 氧化铝包膜后，钛白粉水悬浮液呈酸性，随着包覆量的增加而降低，最低可达pH 4.4.化学沉积法制备ZrO2@TiO2颗粒，用NaOH溶液调节TiO2浆料的pH，加入质量分数0.3%～0.5%的P2O5，缓慢滴加ZrOCl2溶液，控制反应时间、反应温度、反应pH，之后加入NaAlO2溶液，控制温度与pH，熟化. 之后过滤、洗涤、干燥[45]. 李坤等[66]用金红石型二氧化钛、偏铝酸钠、ZrOCl2作为原料，合成表面包覆氧化铝与氧化锆较为均匀完全膜的样品，改善了二氧化钛亨特白度和光泽度，以及在水中的分散程度.无机-有机联合包膜，既可以提高二氧化钛的耐候性，也能够增加在溶剂中的分散性. 王亚峰等[67]采用锆-铝-有机硅联合包膜工艺进行无机-有机包覆，D7066 有机硅包膜剂与二氧化钛表面以化学键的方式结合，并形成了有机包覆层，制备出了高耐候性、高光泽度、流动性良好的二氧化钛，产品具有较高的耐温性和加工性能. 王勇等[68]成功地完成了纳米TiO2表面Al2O3/硅烷偶联剂复合包覆改性. 包覆膜依附于纳米颗粒表面均匀生长，对颗粒外形没有影响. 复合包覆膜中有机膜的最大包覆量约为7%，且与包覆温度无关. 秦悦等[52]采用硅烷偶联剂A-151对锆铝二元无机包覆的TiO2进行表面处理，粉体表面性质由亲水转为亲油，且粉体团聚现象得到明显改善.二氧化钛表面处理可以调控二氧化钛的光催化活性，提高光学稳定性，同时可以提高二氧化钛在介质中的稳定性. 国外虽技术成熟，但一直被国外大公司和研究机构垄断，而我国钛白粉的需求量巨大，产量在世界范围内占有很大比例. 因此对二氧化钛表面处理的研究，提高二氧化钛的性能，拓宽二氧化钛的使用范围，具有重要现实意义. 作为实际应用型课题，二氧化钛表面处理的以下方面有待进一步研究：对于表面处理后的样品没有较为系统的表征手段和标准，以检测产品性能优劣；表面处理的理论不完善，需要进一步完善理论来指导实验.【相关文献】[1] 阳露波. 金红石纳米TiO2在涂料中的应用研究[J]. 钢铁钒钛, 2003, 24(2): 52-56.YANG L B. 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金红石型二氧化钛生产方法
金红石型二氧化钛是一种重要的钛白粉品种，具有良好的光学性能和稳定性，在涂料、塑料、橡胶、油墨等领域有广泛的应用。

下面是金红石型二氧化钛的生产方法的一般步骤：
1.原料准备：选择优质的钛矿石作为原料，常用的有金红石矿、金红石型钛矿石等。

钛矿石经过矿石选矿、破碎、粉碎等工艺处理后，得到适合生产的原料。

2.氧化焙烧：将经过粉碎处理的钛矿石原料进行氧化焙烧。

焙烧过程中，将钛矿石暴露在高温的氧气气氛中，使得钛矿石中的二氧化钛转化为金红石型晶体结构。

通常焙烧温度在800°C到1000°C之间。

3.粉体制备：将焙烧后的钛矿石进行粉碎，得到细颗粒的二氧化钛粉末。

此过程中需要控制粉碎颗粒的大小和分布。

4.表面处理：对得到的二氧化钛粉末进行表面处理，以改善粉末的分散性和增强与基体材料的结合力。

常见的表面处理方法包括涂覆有机物、硅烷偶联剂处理等。

5.热处理：将经过表面处理的二氧化钛粉末进行热处理，使得其晶体结构更加稳定，并进一步改善其光学性能和分散性。

6.产品包装：对处理好的金红石型二氧化钛进行包装，通常采用防潮、防尘的包装方式，以保证产品质量。

需要注意的是，金红石型二氧化钛的生产过程中需要严格控制各个工艺参数，以确保产品的品质稳定性和性能要求。

此外，生产过程中应注意环境保护和安全生产，减少对环境的污染和对人体健康的影响。

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二氧化钛镀铂工艺流程一、原料准备1.1 主要原料：二氧化钛粉末，铂盐溶液，其他辅助化学试剂。

1.2 原料质量要求：原料应符合相关质量标准，如二氧化钛的纯度、铂盐的浓度等。

二、制备溶液2.1 配制镀液：将二氧化钛粉末和铂盐溶液按照一定的比例混合，加入适量的助剂，搅拌均匀，得到镀液。

2.2 镀液质量要求：镀液应澄清透明，无杂质，具有良好的稳定性。

三、表面处理3.1 清洗基材：将待处理的基材（如玻璃、金属等）表面油污、杂质等清洗干净。

3.2 活化基材：采用适当的化学或物理方法，使基材表面活化，以提高镀层的附着力。

四、镀液处理4.1 过滤镀液：通过过滤器将镀液中的杂质滤除，保证镀液的清洁度。

4.2 调整镀液pH值：通过加入适量的酸或碱，将镀液的pH值调整至合适的范围。

五、施镀5.1 将处理过的基材放入镀液中，保持一定的温度和时间，使镀液中的二氧化钛和铂离子在基材表面形成镀层。

5.2 控制施镀条件：如温度、时间、搅拌速度等，以保证镀层的质量和厚度。

六、镀层处理6.1 取出基材，用清水冲洗掉表面的残余镀液。

6.2 干燥：将基材放置在干燥环境中，使其自然干燥或采用热风等方法进行干燥。

七、性能检测7.1 外观检测：观察镀层的外观是否光滑、均匀，有无气泡、划痕等缺陷。

7.2 厚度检测：采用膜厚仪等设备测量镀层的厚度，确保厚度符合要求。

7.3 附着力检测：通过划格试验等方法检测镀层与基材的附着力是否符合标准。

7.4 耐腐蚀性检测：采用盐雾试验等方法检测镀层的耐腐蚀性能是否符合要求。

八、成品包装8.1 将检测合格的成品进行包装，以保护镀层不受损坏和污染。

8.2 记录成品的相关信息，如型号、规格、生产日期等，以便于后续追踪和管理。

二氧化钛的表面电位二氧化钛是一种广泛应用于光催化、电化学和生物医学领域的重要材料。

其表面电位是影响其性能和应用的重要因素之一。

本文将从二氧化钛表面电位的定义、影响因素和测量方法三个方面进行探讨。

一、表面电位的定义表面电位是指固体表面与电解质溶液之间的电势差。

在电解质溶液中，离子会在固体表面形成电荷层，使得表面带有电荷。

表面电位是由这些电荷所产生的电场引起的电势差。

表面电位的大小与电荷的数量和分布有关。

二、影响因素1. pH值：pH值是影响表面电位的重要因素之一。

在不同的pH值下，二氧化钛表面的电荷状态会发生变化，从而影响表面电位的大小。

2. 表面处理：表面处理可以改变二氧化钛表面的化学组成和结构，从而影响表面电位的大小。

例如，氧化还原处理可以改变表面的氧化态，进而影响表面电位。

3. 溶液中的离子浓度：溶液中的离子浓度会影响表面电位的大小。

当离子浓度增加时，表面电位会减小。

4. 温度：温度对表面电位的影响较小，但在高温下，表面电位会发生变化。

三、测量方法1. 电位滴定法：电位滴定法是一种常用的测量表面电位的方法。

该方法利用电位计测量电解质溶液中的电势差，从而计算出表面电位的大小。

2. 电化学阻抗谱法：电化学阻抗谱法是一种非常灵敏的测量表面电位的方法。

该方法利用交流电场在电解质溶液中的传播特性，测量电解质溶液中的电阻和电容，从而计算出表面电位的大小。

3. X射线光电子能谱法：X射线光电子能谱法是一种非常精确的测量表面电位的方法。

该方法利用X射线激发二氧化钛表面的电子，测量电子的能量和数量，从而计算出表面电位的大小。

总之，二氧化钛表面电位是影响其性能和应用的重要因素之一。

了解表面电位的定义、影响因素和测量方法，对于深入研究二氧化钛的性质和应用具有重要意义。

浅谈钛白粉的表面处理技术及在色母粒中的运用摘要钛白粉（二氧化钛）是最重要的白色颜料之一，广泛应用在涂料、塑料、造纸、油墨与合成纤维等领域中。

塑料作为钛白粉的第二大用户，除了利用它的高遮盖力、高着色力及其他颜料性能之外，它还能提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性。

但是，未经表面处理的钛白粉含有大量的表面羟基，具有强极性，易团聚，影响其在应用体系中的分散，最终影响塑料制品的质量。

只有在充分分散之后，才能达到最佳的使用效果。

关键词钛白粉；表面处理；色母粒前言目前，钛白行业通常采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等对钛白粉进行表面处理，偶联剂含有两个不同性质的基团，一个是亲水基团，与无机物有较好的相容性；另一个是亲油的有机基团，与有机物具有较好的相容性，从而达到提高钛白粉的亲油性。

但是在这种处理方法下，钛白粉与偶联剂之间作用力不强，并且混合的均匀性差，不能充分发挥偶联剂的作用。

本研究通过偶联剂的水解基團水解，水解后的一端可与钛白粉的表面羟基进行缩合反应，使偶联剂与钛白粉之间形成分子键作用力，大大改善钛白粉与有机物之间的界面作用。

此种方法处理后的钛白粉与塑料之间的相容性更好，分散性能和着色力得到有效提高。

1 色母粒的组成1.1 着色剂色母粒最主要的组成部分。

聚烯烃等色母粒采用的着色剂是颜料，根据用途不同选择各种不同性能颜料。

工程塑料用色母粒可采用溶剂染料、部分高级有机颜料和部分耐高温的无机颜料。

一般来说染料不可用于聚烯烃着色，否则会引起严重迁移。

1.2 分散剂主要对颜料表面进行润湿，有利于颜料进一步分散，并稳定在树脂中。

同时它必须与树脂相容性好，不影响着色产品品质。

聚烯烃色母粒分散剂一般采用低分子量聚乙烯蜡或硬脂酸锌等。

工程塑料色母粒分散剂一般采用有极性低分子量聚乙烯蜡、硬脂酸镁、硬脂酸钙等。

1.3 载体树脂使颜料均匀分布并使色母粒呈颗粒状。

选择载体需考虑与被着色树脂的相容性，还要考虑色母粒应有良好分散性。

因此载体的流动性应大于被着色树脂，同时被着色后不影响产品质量。

二氧化钛高级功能来源:世界化工网全文请访问:/睡过站了尽管钛白是白色颜料中的佼佼者,但为适应社会发展,科技进步和消费领域多样化的需要,不断改进产品质量,开发高级功能,高附加价值产品,仍然非常必要.目前制备高功能二氧化钛的主要手段有表面处理技术和超细化技术.1.表面处理技术二氧化钛的表面处理是钛白粉生产,特别是高档钛白粉生产不可缺少的工艺过程.不论采用硫酸法还是氯化法生产,也不论是锐钛型还是金红石型产品,表面处理方法都基本相同.许多文献认为,二氧化钛粒子表面在紫外线照射下,有形成OH基的反应,而这种OH基具有使其接触的有机高分子化合物发生氧化或者降解的能力,即光化学活性.因此具有加速高分子漆膜的变色,失光和粉化.而且在紫外线和水的存在下,催化作用更为明显.二氧化钛经过表面处理后,除了可以降低其表面的光化学活性和提高钛白粉用于油漆的分散性,耐候性和原始光泽遮盖力外,还可以通过表面处理产生其他功能,如亲油性,消光性,光敏性等.表面处理技术是一门综合许多学科,内容十分丰富的新兴技术.对样儿华泰的表面处理可能使用的方法很多,主要分为物理方法和化学方法两大类.由于物理改性方法目前仍存在能耗高,设备复杂,故难以推广.在工业上广泛应用的是化学改性方法.(1)水溶液沉积干燥法此法收拾目前钛白颜料表面处理采用的最多的方法,即利用无机物的水解反应在二氧化钛表面生成一层无机物包膜.通常是沉积一层金属氧化物或含水金属氧化物,以降低其光化学行,提高耐候性.包膜厚度为40~100A,并在150~160℃下干燥处理,钛白的常用无机包膜的特点,用途,组成,见下表研究表明:用Al2O3包膜可以增加钛白表面的正电荷,并提高其亲油性;用SiO2处理可抑制Al2O3处理的效果,增加耐候性;采用致密包膜,不仅能提高TiO2的耐候性,而且可明显降低其吸油值;由致密Al2O3和水合氧化铝复合包膜的金红石型钛白,具有优良的粉化性,高光泽和优异的分散性;其他,如化纤消光用钛白,怎常用的处理剂有锰,锆,钼的化合物,也有用硅,铝,锰复合包膜的.复合包膜工艺有很多方法,如不同出处理剂种类,不同配比量和不同使用条件;有经滤出和干燥后在进行第二次包膜的;还有在第一次混合包膜后,经一次高温煅烧,在进行第二次包膜的等等.表面包膜处理,除要重视处理的工艺技术外,对表面处理剂的要求非常严格,尤其纯度很重要,如铁离子的含量绝对要控制在40mg/kg以下,否则将影响钛白的白度.(2)表面活性剂法该法是用阳离子或阴离子型表面活性剂处理钛白,在其表面形成碳氢链向外伸展的包覆层.例如,用水合氧化铝包覆的钛白,由于在水分散体系中粒子表面呈正电性,若在其中加入阴离子表面活性剂,尤其是能与粒子表面的铝形成不溶性盐的表面活性剂,可是钛白表面亲油化.(3)偶联法即用钛或硅系列的偶联剂对钛白进行处理,将钛白由亲水白面转变成亲油表面的方法,通过处理不仅可以改善分散体系的分散性和稳定性,而且可以提高钛白颜料的白度和遮盖力.(4)聚合物包膜法即用聚合物或聚合物单体对钛白表面进行处理,在钛白表面形成包膜的处理方法.有聚合物包膜处理的钛白的方法可分为两类:一类是钛白表面吸附单体并使其发生聚合;另一列是将聚合物溶解在适当溶剂中,当钛白加入后聚合物逐渐被吸附在钛白粒子表面,排除溶剂后形成包膜.这样的包膜一般可改善分散性和光学性质.(5)表面反应法即利用某些化学物质与钛白表面的活性基团进行反应的方法.最常采用的是钛白表面羟基的反应,一般同构酯化,胺化,卤化记忆环氧化等反应来达到表面改性的目的.醇与钛白表面羟基反应形成酯.经醇处理过的钛白,不仅表面亲油性明显增强,而且由于表面酸的强度和数量降低,有利于提高钛白用于聚氯乙烯形成的复合材料的稳定性.与醇相似,采用4个碳以上的直链烷基胺处理时,可有效的中和钛白表面的酸性点,呈现疏水,亲油的特性.(6)化学沉析法利用等离子体的化学沉析,或在常压(或减压)加热调节键下,将金属卤化物,烷氧化物等化学沉析在钛白表面上成为化学沉析法.此法不仅能达到一般的改性目的,而且由于此法可使钛白表面形成无定形的特殊薄薄膜层,因此还可能使钛白表面产生光,电,磁等功能.由此表明,采用化学沉析法使钛白开发成为功能材料,具有更加重要的开发意义.2.超微细化技术目前超微细化技术用于二氧化钛主要分为液相法和气相法两类.希望得到高纯度并且无定形状制品时,应选用容易精制,能够促进金红石结晶化,不含氯离子的醇盐类原料.采用液相法工艺,可以制的粒径均匀,一次粒子直径为100~1000A，呈单分散状态的微粒子。

二氧化钛湿法刻蚀工艺
二氧化钛的湿法刻蚀工艺通常涉及以下步骤：
1.样品准备：选择适当的基材，如玻璃、硅片或导电基底等，并进行适当的
表面处理，如清洗、干燥等。

2.涂覆光刻胶：将光刻胶涂覆在样品表面，形成一层均匀的光刻胶薄膜。

3.紫外曝光：使用紫外光进行曝光处理，以在光刻胶上形成所需的图案。

4.显影处理：将曝光后的样品浸泡在显影液中，以溶解未被光刻胶保护的二
氧化钛区域。

5.湿法刻蚀：将样品浸泡在适当的化学溶液中，以逐步刻蚀掉未被光刻胶保
护的二氧化钛区域。

6.去胶处理：将样品浸泡在去胶液中，以去除残余的光刻胶。

7.清洗和干燥：清洗样品以去除任何残留物，并干燥样品。

需要注意的是，二氧化钛湿法刻蚀工艺的具体步骤和条件可能会因具体应用和实验条件而有所不同。

此外，为了获得理想的刻蚀效果，可能需要考虑各种因素，如光刻胶的选择、曝光时间的控制、化学溶液的浓度和温度等。

院系：牛化学院 _____________ 专业：10环境工程_________ 姓名：______ 林局________________ 学号：_______ 201010903024指导教师：____________ 日期：2012、5、2 ________纳米二氧化钛表面改性研究姓名：林局学号：201010903024 摘要:纳米二氧化钛作为一种重要的无机功能材料,有着广泛的应用领域。

它的应用使其表面改性技术也成为研究的一个热点。

表面改性技术是提高性能、扩大应用领域的重要手段。

对不同的纳米二氧化钛表面改性方法(无机改性和有机改性)和应用，特别是最常用的偶联剂法、表面活性剂法和聚合物包覆法进行了介绍，在此基础上提出了存在的问题，指出改善界面相容性，使纳米粒子在基材中均匀分散及稳定的必要性等，同时展望了今后的研究发展方向。

关键词：二氧化钛；表面改性；包覆Progress on surface modification of nano-titaniaLin ju Abstract：Na no-sized titania (TiO 2) is an important inorganic function material」which has wide application in many fields. It ' s widespread application causes its surface modification tech no logy beco ming a hot spot of research.Mea nwhile, surface modificati on is an importa nt method to improve titania ' s performances and to expand its application domain. In this paper, the aim and mecha nism of TiO 2modificati on were in troduced. The differe nt modificati on methods (in orga nic modificati on and orga nic modificati on) and their applicati on were summarized. Especially the most com monly used methods, such as coupli ng reage nt, surfacta nt and polymer coat ing methods were in troduced in detail On these basis, the problems existed were put forwarded and the n ecessity of in terface compatibility improveme nt, the un iform dispersed ness of nano-particles in base material and stability con trol were poin ted out.At the same time, further research direct ion was also proposed.Key words：tita nia; surface modificatio n; coat ing1引言二氧化钛具有一些独特的性质，如表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，这些效应导致了纳米二氧化钛在光催化氧化、光电转换、化学反应性、光学与电学性质、磁性、相变温度等许多方面都显示出独特的性能，因而被作为一种重要的无机功能材料。

二氧化钛热处理疏水的原理疏水性是指物质与水之间的亲水性差异，即物体表面对水的接触角大于90度。

疏水性被广泛应用于防水、防污、抗菌等领域。

而二氧化钛热处理是一种常用的方法，可以使材料表面具有疏水性。

二氧化钛是一种广泛存在于自然界中的氧化物，常见的形态有粉末、纳米颗粒等。

热处理是将材料在高温下暴露一段时间，通过改变材料的晶体结构和表面形貌，从而改变材料的性质。

二氧化钛热处理疏水的原理主要包括以下几个方面：1. 表面形貌调控热处理过程中，二氧化钛的晶体结构会发生改变，表面形貌也会发生变化。

在高温下，晶体结构的改变会导致表面的微观形貌发生变化，形成一定的粗糙度。

这种粗糙的表面结构可以增加材料与水之间的接触面积，从而增加了疏水性。

2. 晶体结构调控热处理还可以调控二氧化钛的晶体结构，使其发生相变。

相变后的二氧化钛具有更高的疏水性。

例如，将二氧化钛加热到高温后，可以使其从常见的金红石相转变为锐钛矿相。

锐钛矿相的二氧化钛表面具有更高的疏水性，因为其晶体结构中存在一定的扭曲和畸变，从而使水分子难以与其表面接触。

3. 表面化学性质调控热处理还可以改变二氧化钛的表面化学性质，从而增加其疏水性。

例如，在高温下，二氧化钛表面可能发生氧化还原反应，形成一定的化学吸附物。

这些化学吸附物可以改变表面的电荷性质，从而改变材料与水之间的相互作用力，增加疏水性。

二氧化钛热处理疏水的原理主要包括表面形貌调控、晶体结构调控和表面化学性质调控。

通过调控这些因素，可以使二氧化钛材料表面具有更高的疏水性。

这种疏水性的材料可以在防水、防污、抗菌等领域得到广泛应用。

（一）二氧化钛的制浆、分散、湿磨和分级氯化法氧化工序的半成品粒度已经很细，不需要进行前粉碎。

硫酸法经回转窑煅烧后的产品首先要经过磨细才能充分发挥湿磨机的作用。

国内几家大的硫酸法钛白粉厂前粉碎基本上都是采用雷蒙磨来实现的（见表1）。

国产的雷蒙磨在质量和使用寿命上远远赶不上进口雷蒙磨，其使用10年以上仍然完好。

配备有自动控制的DCS控制系统，以提高研磨效率。

磨细的物料通常由螺旋计量器加到制浆罐中。

制浆用脱盐水作稀释剂，进行充分搅拌，固相浓度（质量）25%-30％。

制浆的同时加人分散剂，调整pH值至9-12可达到最佳分散效果。

此时要求体积电阻率不低于20000Ω·cm,若有可能可用黏度计检测，到黏度最低时为最好，以便湿磨效果充分发挥。

分散剂的种类很多，通常分为有机分散剂、无机分散剂。

有机分散剂主要是烷醇胺类和多元醇（即常用的有三乙醇胺）、二异丙醇胺、山梨糖醇、甘露糖醇等；无机分散剂主要是六偏磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、碳酸二氢铵、偏硅酸钠等。

通常使用六偏磷酸钠和偏硅酸钠最多。

六偏磷酸钠对微细分散体中的固体粒子有很强的分散作用，因为它是一种直链的多磷酸盐玻璃体，其中n为20-100能与分散介质中钙、镁、亚铁等金属离子生成可溶性的配位化合物，起到遮蔽多价阳离子，防止这些带正电荷的离子与带负电荷的二氧化钛产生电中和而凝聚在一起，其分子结构式如下。

氯化法钛白浆料pH值为2. 3左右，呈酸性。

大多数工厂都采用偏硅酸钠作分散剂调整pH值达到9-11，以达到最佳分散效果。

作分散剂的偏硅酸钠又是包硅膜的一部分，在定量加人后，尚未达到最佳pH值时，可以加人离子膜碱液协助调整pH值到达终点。

近几年，国内金红石型钛白粉产品的产量和产能扩大，进入市场后的信息反馈使生产厂家逐渐认识到，分散单元在后处理中是非常重要的工序，分散的好坏直接影响到湿磨后浆料分级的效果，特别是影响包膜的质量。

分散不好，再好的包膜配方也不能生产出满足用户要求和使用性能优良的产品，所以分散的作用应该引起人们充分重视。