二氧化钛的应用

新型环境净化材料——

纳米二氧化钛姓名：学号：班级：目录

TiO2的结构纳米TiO2的性质纳米TiO2的应用纳米TiO2的应用前景纳米TiO2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。

TiO2俗称钛白粉，它主要有两种结晶形态：锐钛型（Anatase）（简称A型）和金红石型（Rutile）（简称R型）[5]。金红石型TiO2比锐钛型TiO2稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率，其遮盖力和着色力也较高。而锐钛型TiO2在可见光短波部分的反射率比金红石型TiO2高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高[6]。在一定条件下，锐钛型TiO2可转化为金红石型TiO2。TiO2的结构晶格结构二氧化钛有板铁矿、锐铁矿和金红石三种晶体结构，其组成结构的基本单位均是TiO6八面体，区别在于TiO6八面体通过共用顶点还是共边组成骨架，见图(a)。锐钛矿结构是由TiO6八面体共边组成，而金红石和板钛矿结构则是由八面体共顶点且共边组成。纳米TiO2的性质1.晶型的性质TiO2存在金红石型、锐钛型、板钛型等三种主要晶型。2.光学性质由于TiO2纳米粒子既能散射又能吸收紫外线，故它具有很强的紫外线屏蔽性。3.半导体性能由于存在着显著的量子尺寸效应，纳米TiO2具有特殊的光物理和光化学性质。4.光催化基于纳米二氧化钛的特殊晶体结构和面结构，纳米二氧化钛具有优异光催化性能。借助于太阳光中的3％～4％的紫外光，利用二氧化钛作载体处理有机污染物，称为光催化降解处理技术。TiO2的应用

纳米TiO2作为一种21世纪的新型多功能材料，广泛应用于环境保护、化妆品、涂料、特殊材料的制备以及医药等方面。下面主要讲述纳米TiO2在环境保护方面的的应用。1.气体净化

环境有害气体可分为室内有害气体和大气污染气体。室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛及生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢及氨气等TiO2

通过光催化作用可将吸附于其表面的这些物质分解氧化，从而使空气中这些物质的浓度降低，减轻或消除环境不适感。2.抗菌除臭

抗菌是指TiO2在光照下对环境中微生物的抑制或杀灭作用。TiO2光催化剂对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有很强的杀菌能力。当细菌吸附于由纳米二氧化钛涂敷的光催化陶瓷表面时，TiO2被紫外光激发后产生的活性超氧离子自由基

和羟基自由基

能穿透细菌的细胞壁，破坏细胞膜质，进入菌体，阻止成膜物质的传输，阻断其呼吸系统和电子传输系统，从而有效地杀灭细菌，并抑制细菌分解有机物产生臭味物质(如H2S、SO2、硫醇等)。

因此，纳米TiO2能净化空气,具有除臭功能。3.处理无机污水

除有机物外，许多无机物在TiO2，表面也具有光学活性，例如无机污水中的Cd6+接触到TiO2催化剂表面时，能够捕获表面的光生电子而发生还原反应，使高价有毒的

Cd6+降解为毒性较低或无毒的Cd3+,从而起到净化污水的作用；一些重金属离子如Pt3+、Hg2+

，

等，在催化剂表面也能够捕获电子而发生还原沉淀反应，可回收污水的无机重金属离子。4.防雾TiO2薄膜在光照下具有超亲水性和超永久性，因此其具有防雾功能。如在汽车后视镜上涂覆一层氧化钛薄膜，即使空气中的水分或者水蒸气凝结，冷凝水也不会形成单个水滴，而是形成水膜均匀地铺展在表面，所以表面不会发生光散射的雾。当有雨水冲过，在表面附着的雨水也会迅速扩散成为均匀的水膜这样就不会形成分散视线的水滴，使得后视镜表面保持原有的光亮，提高行车的全性。5.对氟里昂的降解

由于氟里昂有良好的致冷效果而被广泛应用于冰箱、空调中，但它们能消耗空气中的臭氧，同时自身不易分解，造成了严重的臭氧空洞，危害了人们的健康。而TiO2对于CFCl3的降解具有良好的光催化活性，用TiO2/WO3体系降解CFCl3，在100h内保持催化效率高于99.6%。

另外，TiO2可降解某些塑料，达到消除白色污染的功能。TiO2还对其它物质有降解功能，比如冯良荣等人研究发现纳米TiO2对表面活性剂SDBS的降解有很好的效果。6对氟里昂的降解

由于氟里昂有良好的致冷效果而被广泛应用于冰箱、空调中，但它们能消耗空气中的臭氧，同时自身不易分解，造成了严重的臭氧空洞，危害了人们的健康。而TiO2对于CFCl3的降解具有良好的光催化活性，用TiO2/WO3体系降解CFCl3，在100h内保持催化效率高于99.6%。

另外，TiO2可降解某些塑料，达到消除白色污染的功能。TiO2还对其它物质有降解功能，比如冯良荣等人研究发现纳米TiO2对表面活性剂SDBS的降解有很好的效果。7.自清洁

纳米TiO2具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形成水珠，而且纳米TiO2在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米TiO2薄层有很好的保洁作用。纳米TiO2光催化作用使得高层建筑的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖、汽车后视镜及前窗玻璃的保洁都可很容易地进行。8.对有机废水的处理纳米TiO2复合材料对有机废水的处理，效果十分理想。潭湘萍采用新型载银TiO2的TSA复合催化剂，对印染和精炼废水生化处理后的出水进行深度处理，光照120min后，印染和精炼废水的CODcr去除率分别为75.3%和83.4%。方佑龄等人用浸渍法制备了漂浮于水面上的TiO2光催化剂，研究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。纳米TiO2其他方面的应用涂料纳米氧化钛汽车漆专用纳米氧化钛防晒化妆品用金红石纳米二氧化钛化妆品专用纳米二氧化钛