納米二氧化鈦的應(yīng)用及發(fā)展ppt課件

1、納米二氧化鈦的運用與開展11級粉體2班趙亞君 資宇宸 鈕大祥丁超 宋偉偉 吳慧芬翟超 錢威榮 王新.一、引言二、納米TiO2概述三、納米TiO2消費現(xiàn)狀四、納米TiO2的開展五、納米TiO2的運用.一、引言 納米資料是指恣意一維的尺度小于100nm的晶體、非晶體、準晶體以及界面層構(gòu)造的資料。 納米微粒的小尺寸效應(yīng)、外表效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)使得它們在電、磁、光、敏感性等方面表現(xiàn)出常規(guī)粒子不具備的特性。 .二、納米TiO2概述 納米二氧化鈦，亦稱納米鈦白粉。外觀為白色疏松粉末。具有抗紫外線、抗菌、自干凈、抗老化效果，可用于化裝品、功能纖維、塑料、油墨、涂料、油漆、精細陶瓷等領(lǐng)域。

2、. 納米二氧化鈦對可見光和波長在200-400nm間的紫外光是透明的，可用作透明效應(yīng)顏料和紫外光吸收劑，對紫外光有著很好的屏蔽才干，可用于制造化裝品和包裝資料，制造多種消毒、防臭和水果保鮮用品，又因其分散性好不沉降可用于高檔油墨。 . 從尺寸大小來說，納米級二氧化鈦的粒徑在1100nm之間，比外表積遠大于普通二氧化鈦，因此具有很大的外表活性，并以其顆粒尺寸的優(yōu)勢而具有許多超越普通鈦白粉的優(yōu)點，光催化降解有機物活性和氣敏濕敏性也顯著加強。 氣敏性是氣體敏感性能的簡稱，普通指資料某一性能如電阻等在通入某氣體如乙醇，甲烷，氫氣等發(fā)生變化，而氣敏性就是用來表示這種變化的程度，變化程度越大闡明氣敏性越好

3、。氣敏性的綜合性能還包括：呼應(yīng)及恢復(fù)時間，最正確呼應(yīng)溫度，靈敏度，穩(wěn)定時間長短等。 . 納米二氧化鈦主要有兩種結(jié)晶形狀：銳鈦型和金紅石型。金紅石型二氧化鈦比銳鈦型二氧化鈦穩(wěn)定而致密，有較高的硬度、密度、介電常數(shù)及折射率，其遮蓋力和著色力也較高。而銳鈦型二氧化鈦在可見光短波部分的反射率比金紅石型二氧化鈦高，帶藍色顏色，并且對紫外線的吸收才干比金紅石型低，光催化活性比金紅石型高。.三、納米TiO2的消費現(xiàn)狀3.1國外納米TiO2的消費現(xiàn)狀 20世紀80年代以前，納米TiO2的研討開發(fā)目的主要是作為精細陶瓷原料、催化劑、傳感器等，需求量不大，沒有構(gòu)成大的消費規(guī)模。80年代以后，開發(fā)的納米TiO2用作

4、透明效應(yīng)和紫外線屏蔽劑，為納米TiO2翻開了市場，使納米TiO2的消費和需求大大添加，成為鈦白工業(yè)和涂料工業(yè)的一個新的增長點。 . 由于納米TiO2在催化及環(huán)境維護等方面具有寬廣的運用前景，并可用于日用產(chǎn)品、涂料、電子、電力等工業(yè)部門，因此，納米TiO2展現(xiàn)出宏大的市場前景。日本、美國、英國、德國和意大利等國對納米TiO2進展了深化的研討，并已實現(xiàn)納米TiO2的工業(yè)化消費。目前全世界曾經(jīng)有十幾家公司消費納米TiO2，總消費才干估計在(600010000)t/a，單線消費才干普通為(400500)t/a。 . 根據(jù)莎哈里本公司統(tǒng)計，2003年全球納米TiO2銷售量僅為1800t左右，其消費量與產(chǎn)

5、品運用見表1。. 近幾年，有關(guān)納米TiO2的新建安裝已很少報道，主要是已建成安裝的消費才干已遠遠超出市場的實踐消費量，多數(shù)廠家處于開工缺乏或停產(chǎn)的形狀。主要緣由是目前國際上公認的納米TiO2制備和運用技術(shù)還有待于提高，技術(shù)要點和難點主要表如今以下幾個方面 ：.國際上納米TiO2的價錢為(3040)萬元/t，其本錢大致是銷售價錢的2/5，原料和工藝道路的選擇是降低消費本錢的關(guān)鍵要素；納米TiO2的晶型和粒度控制技術(shù)；金紅石型納米TiO2的外表處置技術(shù)；納米TiO2運用分散技術(shù)；納米TiO2運用功能的提升技術(shù)；納米TiO2產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)。. 美國迪林納米資料開發(fā)，是一家努力于納米資料及功能性資料研

6、討、開發(fā)、消費、銷售為一體的民營高科技企業(yè)。公司位于甘肅省隴南工業(yè)小區(qū)，與陜西漢中市、四川廣元市、旅游風(fēng)景區(qū)九寨溝毗鄰，212國道線從境內(nèi)穿過，緊鄰寶成鐵道路。. 自2001年建成第一條企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)的納米二氧化鈦消費線，相繼開發(fā)了納米氧化鋅，納米氧化硅，納米導(dǎo)電ATO，及遠紅外粉、銀系無機抗菌劑、導(dǎo)電鈦白、磁性鐵氧體、竹炭粉、負離子粉體等功能性粉體，并構(gòu)成批量消費才干。 產(chǎn)品廣泛運用于化裝品、涂料、化纖、陶瓷、塑料等領(lǐng)域的提檔、換代與晉級，市場拓展空間廣泛。 . 其公司消費的“美迪林牌納米TiO2系列產(chǎn)品根據(jù)化裝品原料特性，經(jīng)過特殊外表處置，有多種型號適用于各種化裝品中，其詳細特點如下：1

7、對人體是無毒平安的， 對皮膚沒有刺激性，不致癌 2對紫外線吸收才干強，既能防護UVB對人體的危害，又能對UVA起防護作用，使防曬產(chǎn)品在UVB及UVA區(qū)域?qū)ψ贤饩€均有良好的防護作用.根據(jù)生物效應(yīng)的不同，將紫外線按照波長劃分為四個波段: 紫外線的分類有 UVA、UVB、UVC和UVD。其中UVC由于波長較短，在大氣中就曾經(jīng)被臭氧層給吸收、散射掉了，所以無法到達地面。UVB的波長居三者之中，波長僅能到達肌膚的表皮, 它對人體具有紅斑作用，能促進體內(nèi)礦物質(zhì)代謝和維生素D的構(gòu)成，但長期或過量照射會令皮膚曬黑，并引起紅腫脫皮。而波長較長的UVA，會深化肌膚的深層，損傷肌膚的真皮層，而呵斥肌膚老化。 .3對

8、皮膚有固著性，而且耐汗，即所謂的抗水性4無臭味、怪味，具有藍色底相和一定的遮蓋力 5耐候性好、揮發(fā)性小、熱穩(wěn)定性好、不與配方中其它組分起化學(xué)反響 6分散性好，可與化裝品其它組分配伍 7很少的添加量但可獲得較高的SPF值 防曬系數(shù)Sun Protection Factor，英文縮寫為SPF，是指在涂有防曬劑防護的皮膚上產(chǎn)生最小紅斑所需能量，與未加任何防護的皮膚上產(chǎn)生一樣程度紅斑所需能量之比值，簡單說來，它就是皮膚抵擋紫外線的時間倍數(shù)。在購買防曬霜時，要留意SPF值，它不是越高越好，越高皮膚“呼吸越困難 。 .3.2我國納米TiO2的現(xiàn)狀 在國外普遍開展了納米TiO2的制備和運用技術(shù)開發(fā)，并獲得了

9、階段性成果，我國納米TiO2的研討在“九五期間構(gòu)成了高潮，據(jù)了解，進展納米粉體制備技術(shù)研討的科學(xué)院所和高校幾乎都在進展和進展過納米TiO2的研討。重慶大學(xué)運用化學(xué)系是國內(nèi)最早(1989年)研討納米TiO2的單位，華東理工大學(xué)、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研討所是目前研討技術(shù)較全面、報道最多的單位。 .國內(nèi)主要研討單位與制備方法見表2： . 目前，國內(nèi)涉足納米TiO2消費的公司約有十家，總消費才干在1000多噸。四川攀枝花鋼鐵(集團)公司鋼鐵研討院年產(chǎn)200t消費安裝是我國技術(shù)配備較先進、種類最為齊全的安裝，可以消費金紅石型和銳鈦型兩大系列各有4個(1040)nm的粉體種類； 由淮北蘆嶺煤礦和騰嶺工貿(mào)共

10、同組建的安徽科納新資料年產(chǎn)100t消費基地在宿州市建成；. 安徽科納新資料消費的KN100A銳鈦礦型納米級二氧化鈦(光觸媒) 具有良好的光催化活性及獨特紫外光激活催化作用，其吸收紫外光后構(gòu)成的電子-空穴對與吸附與其外表的O2和H2O作用，生成氫氧自在基，具有很強的氧化才干，可以使絕大多數(shù)的有機物被光催化氧化分解為水和二氧化鈦，從而減輕乃至完全消除原有的危害性。它的性能穩(wěn)定、易分散、易成型、吸收光波范圍較寬。 . 另外，該公司消費的金紅石型親水納米二氧化鈦KN-100R2-3，主要成份為納米級二氧化鈦nm-TiO2，產(chǎn)品的粒徑、粒度、比外表積和外形,可人為進展調(diào)控；經(jīng)特殊的外表包膜工藝具有良好的

11、分散性、耐候性和優(yōu)良的紫外屏蔽性能,外表性質(zhì)均為親水性,可廣泛地運用于化裝品、涂料工業(yè)、塑料工業(yè)、化纖和橡膠工業(yè)等現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域中。. 上海江滬鈦白化工制品奉賢分公司，是上海市一家近三十年歷史的大型鈦白粉深加工企業(yè)，年加工各種公用特種鈦白粉六萬余噸。有各種食品添加劑二氧化鈦、有系列化裝品二氧化鈦、化纖二氧化鈦消光劑年產(chǎn)三萬六千余噸固體和液體及化學(xué)純二氧化鈦、分析純二氧化鈦和建筑上用的各種除氣味的光觸媒催化劑納米二氧化鈦分散液及各種工業(yè)二氧化鈦固體和液體等產(chǎn)品。 . 其消費的0966納米TiO2采用世界一流的外表處置和預(yù)分散工藝，將納米TiO2粒子界面構(gòu)成完好和強韌的界面膜包敷，經(jīng)過增大溶劑化力

12、和空間位阻的方式，維護納米粒子不再聚集，同時經(jīng)過充分的預(yù)分散，將納米TiO2均勻分散構(gòu)成2520nm的顆粒粒徑，并使粒子外表構(gòu)成分散的雙電層，保證了分散液的穩(wěn)定性，使它高度透明，在皮膚上易于鋪展且不會泛白。使分散液具有極佳的UV屏蔽性和較高的SPF值，可以消費出具有優(yōu)越的UV屏蔽效果和高SPF值的防曬劑。 . 而0967納米氧化鈦分散液采用微乳液和均勻沉淀相結(jié)合的先進制備技術(shù)得到純度高達99.1%的高純納米金紅石型二氧化鈦；采用了均勻膜包覆方法在二氧化鈦外表附上多種無機氧化物薄膜，使其外表性質(zhì)由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)閺娛杷?；采用了特殊的微觀混合和微觀分散技術(shù)，配以優(yōu)選的外表活性劑，制備出均勻穩(wěn)定的油性

13、體系分散液。 . 濟南裕興化工總廠擁有先進的納米TiO2消費線(已經(jīng)過省級鑒定)，具備年產(chǎn)100t消費才干，可提供納米銳鈦型、金紅石型的粉體和漿料共4個種類、多種規(guī)格的產(chǎn)品； 此外，四川永祿科技、浙江舟山明日納米、江蘇五菱常泰納米資料、河北茂源化工納米TiO2安裝也已建成。 .四、納米TiO2的開展1納米TiO2消費的特點 縱觀國外納米TiO2的消費，存在著以下特點：消費原料主要為四氯化鈦、硫酸氧鈦，消費方法主要有氣相法和液相法。氣相法主要有以四氯化鈦為原料的氫氧火焰水解法，而液相法主要是以四氯化鈦和硫酸氧鈦為原料的化學(xué)沉淀法，且多數(shù)消費廠家為鈦白粉消費廠，充分利用了原有氯化法和硫酸法消費安裝

14、的中間產(chǎn)物、消費技術(shù)、公用工程和消費管理方面的閱歷。.我國納米TiO2的研討和消費具有以下幾個特點： 對納米TiO2的研討多、面廣，力量分散，低程度的反復(fù)性研討景象嚴重，企業(yè)介入的力度不夠； 重點進展了納米TiO2制備技術(shù)的開發(fā)，對納米TiO2的運用技術(shù)開發(fā)力度較小，尤其是有關(guān)運用的關(guān)鍵技術(shù)沒有突破性進展； 消費規(guī)模小、根本采用濕法工藝，土法上馬，產(chǎn)質(zhì)量量差，現(xiàn)有市場空間較小，沒有給企業(yè)帶來想象中的高利潤。目前，我國納米TiO2的市場價錢大致為(742)萬元/t，由于晶型、質(zhì)量和產(chǎn)地不同價錢差距較大，國內(nèi)消費的產(chǎn)品價錢為(724)萬元/t。. 2我國納米TiO2消費的開展建議 a.消費工藝的比

15、較 氣相法反響速度快，能實現(xiàn)延續(xù)化消費，而且制備的納米TiO2純度高、分散性好、聚會少、比外表活性大，產(chǎn)品特別適宜于精細陶瓷資料、催化劑資料和電子資料。但氣相法反響在高溫下瞬間完成，要求反響物料在較短的時間內(nèi)到達微觀上的均勻混合，對反響器的方式、設(shè)備的材質(zhì)、加熱方式、進料方式均有很高的要求。目前氣相法在我國處于小試階段，欲到達工業(yè)化消費，還要處理一系列工程問題和設(shè)備材質(zhì)問題。 .b.原料消費道路 我國鈦白工業(yè)近十年來發(fā)生了很大的變化，獲得了令人矚目的成就，其硫酸法鈦白的消費已與國外先進技術(shù)差距不多，總消費才干已躍居世界第二位，僅次于美國。 根據(jù)納米TiO2的消費特點，結(jié)合國內(nèi)鈦白消費的詳細情況

16、，我們提出了以硫酸法消費的中間產(chǎn)物硫酸氧鈦為原料的消費道路，充分利用我國在硫酸法鈦白工業(yè)消費中所獲得的技術(shù)，以及工程化方面的閱歷，開展我國的納米TiO2工業(yè)。. c.消費規(guī)模確實定 目前，國內(nèi)納米TiO2的需求量一種觀念以為應(yīng)在1萬t左右，一種觀念以為在1000t以下，我們以為在目前的情況下，后一種觀念能夠更符合國內(nèi)的現(xiàn)實。目前國內(nèi)納米TiO2的消費才干曾經(jīng)可以滿足現(xiàn)有市場的需求，但隨著我國納米產(chǎn)品的普及程度和人們消費觀念的改動以及我國整體經(jīng)濟呈現(xiàn)穩(wěn)步開展的態(tài)勢，納米TiO2必將迎來寬廣的市場開展空間。因此，新上工程應(yīng)在(400500)t/a的消費規(guī)模，同時最好建在鈦白消費廠內(nèi)。.d.消費方法

17、的選擇 化學(xué)沉淀法普通分為均勻沉淀法、直接沉淀法和共沉淀法三種。其中均勻沉淀法具有工藝簡單、產(chǎn)質(zhì)量量好、易于操作等特點，是最具工業(yè)化開展前景的一種制備方法。 均勻沉淀法是利用某一化學(xué)反響使溶液中的構(gòu)晶離子由溶液中緩慢、均勻地釋放出來。只需控制好生成沉淀劑的速度，就可防止?jié)舛炔痪鶆蚓跋?，使過飽和度控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，從而控制粒子的生長速度，獲得粒度均勻、致密、便于洗滌、純度高的納米粒子，常用的均勻沉淀劑為尿素等。 .3存在的問題 目前，以TiOSO4為原料制備納米TiO2過程中存在的主要技術(shù)問題： 在工藝技術(shù)上，TiOSO4的水解產(chǎn)物過濾、洗滌較為困難。除在工藝上加以改良外，還可采用多孔陶瓷膜分

18、別技術(shù)或隔膜壓濾機對溶液進展洗滌過濾，國內(nèi)在這方面已有成熟的工業(yè)化閱歷； .將銳鈦型TiO2完全轉(zhuǎn)化為金紅石型TiO2時，必需在較高的溫度下經(jīng)過長時間的加熱，這必將導(dǎo)致粒子的聚會或燒結(jié)，產(chǎn)品的分散性變差，影響產(chǎn)品的運用效果和運用領(lǐng)域，均勻沉淀法可引入冷凍枯燥、共沸蒸餾、超臨界枯燥和外表處置等技術(shù)來減少顆粒之間的聚會。 目前就如何對納米粒子大小、形狀進展有效的控制，經(jīng)過外表改性提高產(chǎn)品性能以及降低消費本錢，減輕納米TiO2產(chǎn)品的聚會，提高其分散性將是今后研討開展方向。 .五、納米TiO2的運用5.1.1納米TiO2光觸媒TP05光觸媒在建材領(lǐng)域的運用5.1.1.1高活性納米TiO2光觸媒TP05

19、光觸媒TP05作用機理5.1.1.2納米TiO2光觸媒TP05的特點5.1.1.3納米TiO2光觸媒TP05在建材領(lǐng)域中的運用5.1.1.4問題與展望 什么是納米光觸媒呢？納米光觸媒是指在光照下，本身不發(fā)生化學(xué)變化，卻可以促進化學(xué)反響的物質(zhì)，其功能就象光協(xié)作用中的葉綠素。.1.高活性納米TiO2光觸媒TP05作用機理 高活性納米TiO2光觸媒TP05屬于一種n型半導(dǎo)體資料，它的禁帶寬度為3.2ev (銳鈦礦)，當它遭到波長小于或等于387.5nm的光(紫外光)照射時，價帶的電子就會獲得光子的能量而躍遷至導(dǎo)帶，構(gòu)成光生電子(e-)；而價帶中那么相應(yīng)地構(gòu)成光生空穴(h+)。 . 高活性納米TiO2

20、光觸媒TP05外表的光生電子e-易被水中溶解氧等氧化性物質(zhì)所捕獲，而空穴h+那么可氧化吸附于TiO2光觸媒TP05外表的有機物或先把吸附在TiO2光觸媒外表的OH-和H2O分子氧化成OH自在基，OH自在基具有402.8MJ/mol反響能，可破壞有機物中C-C、C-H、C-N、C-O、NH鍵，因此具有高效分解有機物的才干，有殺菌、除臭、光催化降解有機污染物的功能。.2.納米TiO2光觸媒TP05的特點 納米TiO2光觸媒TP05的粒徑非常?。毫綖?納米，而且不聚會。分散性能好，把它投到水里悄然搖一搖，就能立刻融化成透明的液體，可以噴到家具外表，墻體，構(gòu)成均勻的透明的納米涂層，起到凈化室內(nèi)空氣的

21、作用催化活性高;納米TiO2光觸媒TP05的催化活性經(jīng)過測試比較，比目前市場上催化性能最好的納米TiO2的催化活性還高30倍?？梢匝杆俚牟蹲讲⒎纸馐覂?nèi)的甲醛，苯，氨等有害氣體，除味效果好。 . 納米TiO2光觸媒TP05具有較高的光催化反響活性，吸附才干也較強，可與污染物更充分地接觸，將它們極大限制地吸附在粒子外表。 主要特點有： 1作用廣泛，在光觸媒反響過程中，不 僅能破壞生物因子,也能破壞各種有機化學(xué)物質(zhì)； 2在光觸媒反響過程中，TiO2光觸媒不參與反響,只起催化媒介作用，其本身并不隨時間延伸而耗費，因此運用壽命耐久； .3經(jīng)過納米技術(shù)工藝處置的觸媒，可在含有微弱紫外線的燈光、自然光、陽光

22、等多種光源下發(fā)揚作用； 4完全無害，由于納米TiO2光觸媒TP05本身不釋放出有害物質(zhì)且本身不參與反響,在反響過程中將所作用的物質(zhì)完全氧化成無害的二氧化碳和水等無害物質(zhì)，因此光觸媒作用對環(huán)境完全無害。.3.納米TiO2光觸媒TP05在建材領(lǐng)域中的運用.3.1光觸媒涂料JRCG1.抗菌涂料 近年來，隨著人們環(huán)保認識的加強，綠色涂料已成為涂料行業(yè)開展的主流，水性涂料作為其主要種類也得到了長足的開展。但其防霉、防菌問題較為突出，如在儲存過程中生霉、長菌使得涂料的質(zhì)量降低，在施涂后膜層生霉、長菌那么使得涂層老化、外觀污損，甚至開裂、剝落,使涂料喪失原有的維護和裝飾功能。 . 納米TiO2光觸媒TP05

23、在光催化作用下具有分解病原菌和毒素的功能，它作為一種新型助劑運用于殺菌涂料中，賦予了制品耐久、長效的抗菌、殺菌才干，是遭到人們關(guān)注的新型礦物功能資料。與傳統(tǒng)的鈦白粉相比，抑制了產(chǎn)品在抗菌性、廣譜性、抗藥性和耐熱加工性等方面的缺陷，具有重要的運用價值。. 納米TiO2光觸媒TP05不僅具有分解病原菌的才干，還能有效分解細菌釋放出的毒素。東京大學(xué)的藤島昭授等在玻璃上涂一薄層二氧化鈦光觸媒，光照射3h到達了殺死大腸桿菌的效果，毒素的含量控制在5%以下。此外，納米TiO2光觸媒TP05本身無毒、無味、對人體平安無害，可將納TiO2光觸媒TP05抗菌涂料涂敷于醫(yī)院病房、手術(shù)室等場所的墻壁上，能很快消滅細

24、菌，起到殺菌、消毒、凈化室內(nèi)空氣的效果。 .2.凈化空氣涂料JRCG 城市大氣中氮氧化物(NOX)及硫氧化物(SOX)的污染，已成為環(huán)保亟待處理的問題之一。研討闡明，將納米TiO2光觸媒TP05配制成光催化凈化大氣環(huán)保涂料，利用TiO2光觸媒光催化劑TP05產(chǎn)生活性氧，并配合雨水的作用可將這些污染物變成HNO3、H2SO4而除掉。. 在國外，納米TiO2光觸媒TP05光催化方面的運用得到了快速開展，日本通用汽車公司Donald Beek等研討納米TiO2光觸媒TP05除去汽車廢氣(含H2S)中硫的才干，在500的條件下經(jīng)7h后從汽車廢氣中除去的總硫量比常規(guī)二氧化鈦光觸媒TP05除去的量大5倍。

25、更值得留意的是在暴露7h后，納米TiO2光觸媒TP05除出硫的速度仍相當高，也就是說用納米TiO2光觸媒作為涂料助劑不僅有良好凈化空氣的效果，且運用周期長，利用價值高。. 國內(nèi)利用納米TiO2光觸媒TP05配制水性涂料，并進展紫外光催化降解空氣中的甲醛實驗。實驗結(jié)果闡明:這種低本錢的納米二氧化鈦光觸媒TP05復(fù)合涂料可以有效地分解甲醛。林勁冬等用Fe3+的丙酮溶液對銳鈦型二氧化鈦光觸媒進展浸漬改性，制得Fe-二氧化鈦光觸媒光催化劑，將其參與硅酸鉀無機涂料體系中，得到一種光催化功能性建筑涂料，發(fā)現(xiàn)該功能涂料具有良好的可見光活性，可以有效而耐久地在普通日光燈環(huán)境下降解甲醛。 .3.2自清潔玻璃 玻

26、璃幕墻是一種美觀新穎的建筑墻體裝飾方法，能充分表達建筑師的想象力，展現(xiàn)建筑物的現(xiàn)代風(fēng)格。然而在大量運用的玻璃幕墻中存在著耐污性差的問題。玻璃幕墻上所粘附的污垢種類復(fù)雜，清洗難度大，而且大量運用有機清洗劑后，易對周圍環(huán)境呵斥二次污染，清洗廢液的排放也是難題。因此，開發(fā)具有自清潔功能的涂層玻璃成為當前研討的重點。 . 納米技術(shù)賦予了自清潔玻璃的新開展，經(jīng)過各種方法在玻璃外表構(gòu)成納米級微粒和納米級微孔構(gòu)造的半導(dǎo)體氧化物二氧化鈦光觸媒薄膜，就制成了“自潔玻璃。在二氧化鈦光觸媒外表，鈦原子和鈦原子之間經(jīng)過氧橋銜接，這種構(gòu)造是疏水性的。在紫外光的照射下二氧化鈦光觸媒外表的氧和羥基間發(fā)生置換，在其外表構(gòu)成了

27、均勻分布的納米尺度分別的親水微區(qū)和親油微區(qū)，從而使外表具有了油水雙重親和性。 . 光照條件下，一部分橋氧脫離構(gòu)成氧空位，此時空氣中的水解離并吸附在氧空位中，成為化學(xué)吸附水，即在氧空位缺陷周圍構(gòu)成親水微區(qū)，而外表剩余區(qū)域仍堅持親油性，這樣就在外表構(gòu)成親水性和疏水性相間的微區(qū)，類似于二維的毛細管景象。由于水或油性液滴尺寸遠遠大于親水或親油區(qū)的面積，宏觀上外表表現(xiàn)出親水性和親油性。停頓光照后，化學(xué)吸附的羥基被空氣中的氧所取代，重新回到疏水形狀。 . 這種超親水作用在資料外表產(chǎn)生水膜，使得油污不能與資料外表結(jié)實結(jié)合，從而易于清洗。這種玻璃可以利用太陽光，使附著于其上的油污等氧化分解，同時也起到殺菌除臭

28、的作用，且污物不易聚集，防止結(jié)露并使光線充足。我國武漢理工大學(xué)研制的自潔玻璃，其潤濕角小于3，對甲醛的降解率達90%以上。.3.生態(tài)陶瓷 抗菌型納米TiO2光觸媒TP05生態(tài)陶瓷亦稱綠色陶瓷，它無毒、無味、無刺激性、熱穩(wěn)定性和耐熱性好。將TiO2光觸媒溶膠經(jīng)過提拉、旋轉(zhuǎn)、噴涂、涂抹等方法覆著在建筑瓷磚的外表，再經(jīng)過焙燒使之在瓷磚外表構(gòu)成一層鞏固的光催化劑膜。這種光催化瓷磚具有分解油污、殺菌滅菌等功能，可以用于廚房、衛(wèi)生間的墻面 。. 日本食品分析中心的測試結(jié)果闡明，抗菌性陶瓷制品上的細菌生存數(shù)還不到普通陶瓷制品的1%。這種抗菌效果能有效防止處于陰暗潮濕、不易清潔的衛(wèi)生潔具(如大、小便器)上的細

29、菌繁衍和生長，并能防止尿液結(jié)垢及惡臭味的產(chǎn)生。最近的檢測還闡明，砌于墻面的光催化瓷磚對室內(nèi)的有害有機氣體還具有一定的氧化分解作用。 . 將這種陶瓷運用于醫(yī)院可殺死附著于其上的細菌；用于浴室可減少由于地面和墻上積聚的肥皂在細菌的作用下而引起的粘稠狀物質(zhì)等起到防污和防滑的作用；用于衛(wèi)生間可以明顯降低其中的氨濃度，使人不會感到不適。日本的TOTO公司在世界上首先開發(fā)了采用二氧化鈦光觸媒的抗菌面磚和衛(wèi)生陶瓷，并運用于醫(yī)院等場所。我國建材研討院在2000年研制出“光催化抗菌釉面磚，24小時殺菌率可達98%。.4.環(huán)保水泥 作為城市建立最主要的建筑資料，水泥和混凝土運用范圍非常廣泛且數(shù)量宏大。利用納米Ti

30、O2光觸媒TP05的光催化功能，可以使水泥制品具有凈化空氣、殺菌、除臭及外表自清潔等功能特性。經(jīng)過TiO2光觸媒光催化水泥和混凝土的光催化作用，可以使汽車和工業(yè)排放的氧化氮和二氧化硫氧化成硝酸和硫酸而隨雨水排掉，從而凈化了大氣。作為運用最廣泛的建筑資料，水泥和混凝土的光催化性能更具適用于潮濕多雨的地域。 .5.其它 在金屬鈦中參與少量的貴金屬,并使其外表氧化生成TiO2光觸媒。用紫外線照射30分鐘后，可殺滅80%附著其上的大腸桿菌，兩小時后可以全部殺滅；這種板材還可以分解空氣中的有害氣體，使環(huán)境空氣得到改善。這種板材特別適用于醫(yī)院的手術(shù)室、醫(yī)學(xué)實驗室、病房等場所。 在紙漿中參與納米TiO2光觸

31、媒TP05，紙面的白度和亮度均得到提高，并具有光催化功能。在牛皮紙漿中參與二氧化鈦光觸媒水溶膠，最后制成的紙板具有較好的光催化效果，可以用于居室、醫(yī)院等場所。 .5.1.1.4問題與展望 納米TiO2光觸媒TP05光觸媒的抗菌殺菌及空氣凈化功能已逐漸為百姓所公認和共知,在建材領(lǐng)域的運用也日益廣泛。但是二氧化鈦光觸媒光催化技術(shù)還未完全成熟,光催化建材也存在問題。1.提高TiO2光觸媒的光催化活性和穩(wěn)定性 經(jīng)過采用一系列的改性方法，如經(jīng)過添加外表缺陷、減小催化劑顆粒尺寸、貴重金屬堆積或過渡金屬離子摻雜、半導(dǎo)體復(fù)合等方法來提高電荷的分別速率，抑制載流子復(fù)合以提高量子效率、擴展光的吸收波長范圍、改動產(chǎn)

32、物的選擇性或產(chǎn)率、提高光催化資料的穩(wěn)定性。 .2. TiO2光觸媒的涂膜固化問題 構(gòu)成的TiO2光觸媒膜必需結(jié)實，目前在耐熱資料上的固化是將TiO2光觸媒溶膠噴涂或浸涂在基材上，然后在高溫下燒結(jié)制成。TiO2光觸媒光催化劑在非耐熱資料上固化存在困難，由于有機資料本身不耐TiO2光觸媒光催化劑的強氧化作用，雖可用耐TiO2光觸媒光催化分解的無機系粘結(jié)劑涂覆，但大量無機系粘結(jié)劑包覆TiO2光觸媒外表將導(dǎo)致其光催化活性大幅下降，故涂膜的耐久性和光催化活性無法同時兼顧。.3. TiO2光觸媒光催化反響只發(fā)生在催化劑外表 其產(chǎn)物也吸附在其外表,需對外表經(jīng)常性地進展去除，以保證光催化效應(yīng)的產(chǎn)生。從這種意義

33、上講，光催化建材特別適用于多雨和潮濕的地方，而不太適用于枯燥的環(huán)境。4.光催化技術(shù)與其他建筑環(huán)境技術(shù)的結(jié)合 目前宣城晶瑞新資料正在努力于光催化技術(shù)與光導(dǎo)管技術(shù)相結(jié)合的研討，使光導(dǎo)管系統(tǒng)不但具有自然采光的功能，而且具有光催化改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的功能。這項研討在世界上尚屬初次。目前該項研討曾經(jīng)獲得了一定的成果。 .5.1.2納米TiO2光觸媒在紡織品上的運用5.1.2.1抗紫外紡織品 5.1.2.2 抗菌紡織品5.1.2.3空氣凈化紡織品 5.1.2.4 自清潔紡織品 5.1.2.5 其他功能紡織品 5.1.2.6存在問題及開展.1.抗紫外紡織品 根據(jù)光學(xué)原理，加強織物對紫外線的反射與吸收，就能到達

34、織物抗紫外線的功能。TiO2和SiO2等納米光觸媒顆粒具有很好的吸收紫外線的才干，在聚合或紡絲的過程中參與納米粉體，使其滲入到纖維內(nèi)部，到達抗紫外的效果；也可在后整理過程中，將納米粉體參與到浸軋液或涂層劑中，進展浸軋或涂層整理，使納米粉體進入纖維之間或在織物外表構(gòu)成一層薄膜，到達抗紫外線的目的。 .2. 抗菌紡織品 服用紡織品在人體穿著的過程中，不可防止會沾染汗液、皮脂和其他分泌物，同時也會被環(huán)境沾污，細菌等各類微生物就在這些紡織品上繁殖。納米TiO2抗菌資料在紫外線的照射下，依托光催化作用，將細菌等有機物氧化成CO2和H2O ,從而實現(xiàn)了抗菌效果。.3.空氣凈化紡織品 空氣中的污染物主要是揮

35、發(fā)性有機化合物，包括汽車尾氣、工業(yè)排放的有害氣體、室內(nèi)家具釋放出的醛類有害氣體和吸煙時產(chǎn)生的刺激性氣體等。將納米TiO2整理到室內(nèi)紡織品上，可利用光催化特性降解室內(nèi)空氣環(huán)境中的有害物質(zhì)，這對于改善人們的居住生活環(huán)境，提高人們的安康程度具有非常重要的意義。 日本率先在營運車輛內(nèi)部采用涂覆納米TiO2光催化膜的方式進展車內(nèi)空氣凈化。.4.自清潔紡織品 在光照條件下，納米光觸媒外表均勻分布著別分開的納米級的親水區(qū)和親油區(qū)，宏觀上納米光觸媒外表表現(xiàn)出親水和親油性。停頓光照后，化學(xué)吸附的羥基被空氣中的氧取代，又從親水形狀回到疏水形狀。光觸媒就能在光和空氣中水的作用下，將紡織品外表的灰塵和油污等去除，到達自清潔作用。 .5.其他功能紡織品 在化學(xué)纖維中參與納米光觸媒粉末，可以產(chǎn)生良好的靜電屏蔽作用,改善化學(xué)纖維的抗靜電性能。在納米TiO2對純棉織物的抗皺整理過程中，既有傳統(tǒng)催化劑的催化作用，同時又有納米TiO2的協(xié)同催化作用，在