纳米二氧化钛

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二氧化钛及其应用

二氧化钛及其应用

编辑本段应用特性纳米TiO2的功能及用途纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质,在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。

纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性,且完全可以与食品接触,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中。

2.1.杀菌功能在紫外线作用下,以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高;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。

1)纳米二氧化钛抗菌特点:1 对人体安全无毒,对皮肤无刺激性。

2 抗菌能力强,抗菌范围广。

3 无臭味、怪味,气味小。

4耐水洗,储存期长。

5热稳定性好,高温下不变色,不分解,不挥发,不变质。

6即时性好,纳米二氧化钛抗菌剂仅需1h就能发挥效果,而其他银系抗菌剂效果则需约24h。

7纳米二氧化钛是一种永久性维持抗菌效果的抗菌剂。

8具有很好的安全性,科用于食品添加剂等,与皮肤接触无不良影响。

2)纳米二氧化钛的抗菌原理:纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。

由于纳米二氧化钛的电子结构特点为一个满 TiO2的价带和一个空的导带 ,在水和空气的体系中 , 纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线的照射下 ,当电子能量达到或超过其带隙能时 ,电子就可从价带激发到导带 ,同时在价带产生相应的空穴 ,即生成电子、空穴对 ,在电场的作用下 ,电子与空穴发生分离 ,迁移到粒子表面的不同位置 ,发生一系列反应 :TiO2 + hν e —— + hH2O + h——·OH+ HO2 +e——O2 ·O2 ·+ H——HO2·2HO2· —— O2 + H2O2H2O2 +O2 · ——·OH+OH +O2吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘获电子形成O2 ·, 生成的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应(氧化) ,同时能与细菌内的有机物反应 ,生成CO2和 H2O;而空穴则将吸附在 TiO2 表面的 OH 和H2O氧化成·OH,·OH 有很强的氧化能力 ,攻击有机物的不饱和键或抽取 H原子产生新自由基 ,激发链式反应 ,最终致使细菌分解。

纳米TiO2

纳米TiO2

液相法

溶胶法:加酸使其形成溶胶,经表面活性剂处理,得到浆 状胶粒,热处理得到纳米TiO2粒子。 溶胶-凝胶法(简称S—G法):是以有机或无机盐为原料, 在有机介质中进行水解、缩聚反应,使溶液经溶胶-凝胶化 过程得到凝胶,凝胶经加热(或冷冻)干燥、锻烧得到产 品。该法得到的粉末均匀,分散性好,纯度高,煅烧温度 低,反应易控制,副反应少,工艺操作简单,但原料成本 较高。
光催化分解水制氢

氢能是一种理想的清洁能源,电解水制氢是一种成熟技术,但耗电量 大,成本很高。而阳光非常丰富,因此用纳米Ti02作光催化剂,利用 太阳能分解水制H2,是一条可供选择的解决能源问题的合理途径。

在Ru02/Ti02/Pt复合催化剂上水的光分解

Ti02的带隙较宽,光响应范围窄,只能被阳光中的紫外线部分激活, 而阳光中能辐射到地面的紫外线只有3%左右。光转换得用率更低, 最多1%。通常不是单独使用Ti02作光催化剂,而是在TiQ粒子表面沉 积“岛”状贵金属Pt和Ru02,构成短路微电池

沉淀法




A、直接沉淀法 反应过程为: Ti0SO4+2NH3·H2O → Ti0(OH)2↓ + (NH4)2 SO4 Ti0(OH)2 → Ti02(s)+H2O 该方法操作简单易行,产品成本较低,对设备、技术要求 不太苛刻,但沉淀洗涤困难,产品中易引入杂质,而且粒 子分布较宽。 B、均匀沉淀法 均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶 液中缓慢均匀地释放出来,在该法中,加入沉液剂(如尿 素),不立刻与被沉淀物质发生反应,而是通过化学反应 使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成。该法得到的产品颗粒均 匀、致密,便于过滤洗涤,是目前工业化看好的一种方法。

纳米二氧化钛光催化原理

纳米二氧化钛光催化原理

纳米二氧化钛光催化原理
纳米二氧化钛光催化是一种通过利用纳米二氧化钛作为催化剂,利用光照下光生电荷的特性来促进光化学反应的过程。

纳米二氧化钛催化的原理主要涉及到两个关键步骤:光吸收和电子传输。

首先是光吸收过程。

纳米二氧化钛具有广阔的能带结构,光能可以在其表面被吸收。

当光能与纳米二氧化钛相互作用时,电子将被激发至较高的能级,并产生电荷分离。

其次是电子传输过程。

激发后的电荷(电子空穴对)会被分离并迁移到纳米二氧化钛的表面。

电子通常会迁移到导电带上,而空穴则会迁移到价带上。

这种电子与空穴分离产生的电荷极化会使纳米二氧化钛具有催化活性。

纳米二氧化钛表面的催化活性可用于促进光化学反应。

光照下,纳米二氧化钛表面的电荷分离状态会引发一系列反应,例如光解水、光催化氧化有机物等。

电子和空穴分别参与氧化还原反应,从而促进了催化反应的进行。

总的来说,纳米二氧化钛光催化利用了纳米二氧化钛催化剂的特殊性质,通过光生电荷的产生和传输,促进了光化学反应的发生。

这种技术在环境净化、能源转换和有机合成等领域有着广泛的应用前景。

纳米二氧化钛的性质及应用进展

纳米二氧化钛的性质及应用进展

二、纳米二氧化氧化钛在光学领域具有广泛的应用,其中最具代表性的是光催化。纳 米二氧化钛在紫外光下能够高效降解有机污染物,如挥发性有机物、染料、农药 等。通过光催化反应,这些污染物可以被分解为无害的二氧化碳和水,从而达到 净化环境的目的。此外,纳米二氧化钛还可以用于光电催化制氢、太阳能电池等 领域。
一、纳米二氧化钛的性质
纳米二氧化钛是一种白色粉末,具有高透明度、高分散性和低能耗等特点。 其晶体结构包括锐钛矿型和金红石型两种,前者具有较好的光催化性能,后者则 具有较高的稳定性和耐候性。纳米二氧化钛的制备方法主要包括化学气相沉积、 液相法、溶胶-凝胶法等,其中最为常用的是液相法。
纳米二氧化钛具有优异的光学性能,其带隙能约为3.2 eV,对应于紫外光的 吸收波长范围。因此,纳米二氧化钛在紫外光下具有高效的光催化性能,可用于 降解有机污染物、抗菌消毒等领域。此外,纳米二氧化钛还具有较好的化学稳定 性和耐候性,使其在室外环境下仍能保持较高的活性。
六、结论
纳米二氧化钛作为一种重要的无机纳米材料,由于其独特的物理化学性质, 在光学、电子、医药等领域具有广泛的应用前景。本次演示对纳米二氧化钛的应 用研究进展进行了详细探讨,总结了其研究现状、成果与不足,并指出了未来的 研究方向。随着纳米技术的不断发展和新材料领域的不断创新,相信纳米二氧化 钛在未来将会在更多领域得到广泛应用,为人类社会的发展和进步做出贡献。
然而,纳米二氧化钛的应用仍存在一些问题和不足之处。首先,其制备过程 较为复杂,需要严格控制制备条件,以保证其结构和性能的稳定性。其次,纳米 二氧化钛的应用过程中可能存在一定的环境风险,需要加强对其生态毒理学的研 究和控制。最后,纳米二氧化钛的大规模生产和应用还需要进一步完善产业链和 市场推广。
结论

纳米二氧化钛的制备综述

纳米二氧化钛的制备综述

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

纳米二氧化钛

纳米二氧化钛
基本信息:
CAS#:13463-67-7 分子式:TiO2
性质:
1、金红石型纳米二氧化钛:
具有独特的颗粒形状、良好的分散性和极高的紫外屏蔽性能(经紫外分光光度仪检测,其紫外屏蔽率高达99.99%以上),如用于涂料,可显著提高涂膜的抗老化性、耐洗刷性和自洁功能;用于有机颜料,可提高颜料的耐光等级;
用于防晒化妆品,能大幅提高SPF与PA值,避免UVB与UVA对人体的伤害,从而实现化妆品的紫外全波段物理防晒;用于橡胶、塑料可提高制品的抗老化性、耐磨性和强度等。

2、锐钛矿型纳米二氧化钛:
纳米氧化钛在紫外光的作用下能生成电子--空穴对,由于带正电的空穴具有很强的氧化能力,能够使有机物氧化分解为二氧化碳和水,而有机物初始含有的卤、硫、磷和氮原子也被分别转化为X-、SO4-、PO4-和NO3-等无机盐从而消除原有的危害性。

可广泛应用于空气净化、污水处理、抗菌陶(搪)瓷和工业催化等领域。

用量:1.5-2%
使用方法: 直接加入到体系中,用研磨机或高速分散机分散0.5-2小时,确保分散均匀即可。

包装:15公斤/桶。

4.典型的纳米材料(二)-纳米氧化物


纳米氧化锌的应用
1.橡胶工业中的应用 2.国防工业中的应用 3.纺织工业中的应用 4.涂料防腐中的应用 5.生物医学中的应用
橡胶工业中的应用
纳米氧化锌可以提高 橡胶制品的光洁性、 耐磨性、机械强度和 抗老化性能性能指标。
橡胶工业中的应用
纳米氧化锌粒子较细,对胶料的硫化起 步延迟作用较大。 随着纳米氧化锌用量增加,其聚集倾向 增强,硫化起步的延迟作用逐渐减慢,拉伸 强度逐渐增高并趋于稳定,拉断伸长率逐渐 降低并趋于稳定。 当用量增大到超过5份时,出现填充效 应,硫化起步的延迟作用开始变小,综合性 能最佳。


4.对有机废水的处理功能
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
1.杀菌功能 在紫外线作用下,以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可 彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶 (SOD)添加量的增多,TiO2光催化杀死癌细胞的效率 也提高;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。
生物医学中的应用
• 氧化锌纳米材料促进混合淋巴细胞培养中 淋巴细胞的增殖,增强了免疫应答的强度。
纳米材料在免疫调节中

催化剂纳米二氧化钛的作用

催化剂纳米二氧化钛(TiO2)具有多种作用,主要集中在以下几个方面:
1. 光催化作用:
纳米二氧化钛在紫外线照射下具有很强的光催化活性。

当其吸收紫外光后,能产生电子-空穴对,这些载流子参与氧化还原反应,能够分解空气中的有害气体如甲醛、苯、氨气以及某些有机污染物,将其转化为无害的二氧化碳和水。

因此,纳米二氧化钛被广泛应用于空气净化、水质净化等领域。

2. 抗菌性能:
光催化作用也能有效杀灭细菌和病毒,通过生成的羟基自由基等强氧化性物质破坏微生物细胞膜和DNA结构,从而实现高效抗菌和抗病毒功能。

这种特性使得纳米二氧化钛常用于制备具有自清洁、抗菌效果的涂层材料,比如应用于建材表面、医疗设备表面处理等。

3. 紫外线屏蔽:
由于二氧化钛对紫外线有较高的反射率和吸收率,所以它是一种高效的紫外线屏蔽剂,可以添加到化妆品、涂料、塑料等材料中,保护人体皮肤或产品免受紫外线伤害,延长产品的使用寿命和提高其耐候性。

4. 新能源应用:
在能源领域,纳米二氧化钛也被研究作为光电化学电池的光阳极材料,利用其光生电荷分离的能力来转化太阳能为电能。

5. 其他功能:
还可作为催化剂载体,支持负载其他活性成分进行催化反应;同时,在某些特定条件下,纳米二氧化钛还可以表现出优异的导电性和良好的化学稳定性,进一步拓宽了其在传感器制造、环保材料、药物传递系统等方面的应用潜力。

纳米二氧化钛分散的阶段

纳米二氧化钛分散的阶段摘要:I.纳米二氧化钛分散的重要性- 性能限制- 广泛应用领域II.纳米二氧化钛分散的阶段- 初级分散- 中级分散- 高级分散III.纳米二氧化钛分散的方法- 表面活性剂法- 机械法- 团聚控制法IV.纳米二氧化钛分散的应用- 光催化- 杀菌- 防紫外线- 自清洁正文:纳米二氧化钛分散的重要性纳米二氧化钛是一种具有高活性、高光催化活性、高紫外线屏蔽能力和高自清洁能力的材料。

然而,纳米二氧化钛的分散性一直是其性能发挥的瓶颈。

纳米二氧化钛在制备过程中,很容易发生团聚现象,这会导致其性能下降。

因此,如何实现纳米二氧化钛的高效分散成为了一个重要的研究课题。

纳米二氧化钛分散的阶段纳米二氧化钛的分散可以分为三个阶段:初级分散、中级分散和高级分散。

1.初级分散初级分散主要是通过物理手段,如搅拌、超声波和磁场等,使纳米二氧化钛粒子在液体介质中分散。

这一阶段的分散效果较弱,粒子间仍然存在较强的团聚现象。

2.中级分散中级分散主要是通过添加表面活性剂,降低纳米二氧化钛粒子之间的表面张力,从而提高其分散效果。

表面活性剂的种类、浓度和添加方式等因素都会影响其分散效果。

3.高级分散高级分散主要是通过团聚控制法,如制备具有特定结构的纳米材料、添加保护胶和控制溶液pH 值等,实现纳米二氧化钛粒子的高效分散。

这一阶段的分散效果较好,粒子间的团聚现象得到有效抑制。

纳米二氧化钛分散的方法1.表面活性剂法表面活性剂法是利用表面活性剂降低纳米二氧化钛粒子之间的表面张力,从而提高其分散效果。

常用的表面活性剂有阴离子型、阳离子型和两性离子型等。

2.机械法机械法是通过搅拌、超声波和磁场等物理手段,使纳米二氧化钛粒子在液体介质中分散。

这种方法的优点是简单、易操作,但分散效果较弱。

3.团聚控制法团聚控制法是通过制备具有特定结构的纳米材料、添加保护胶和控制溶液pH 值等方法,实现纳米二氧化钛粒子的高效分散。

这种方法的优点是分散效果较好,但操作相对复杂。

纳米二氧化钛涂料


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

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
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纳米二氧化钛一、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。

纳米级二氧化钛,亦称钛白粉。

物理性质为细小微粒,直径在100纳米以下,产品外观为白色疏松粉末。

具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能,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。

纳米二氧化钛主要有两种结晶形态:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)。

金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密,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。

而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高,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。

在一定条件下,锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。

二、分类1.按照晶型可分为:金红石型纳米钛白粉和锐钛型纳米钛白粉。

2.按照其表面特性可分为:亲水性纳米钛白粉和亲油性纳米钛白粉。

3.按照外观来分:有粉体和液体之分,粉体一般都是白色,液体有白色和半透明状。

三、功能纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质,在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。

纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性,且完全可以与食品接触,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。

1.、杀菌功能在光线中紫外线的作用下长久杀菌。

实验证明,以0.1mg/cm3浓度的锐钛型纳米TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高。

对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98%以上;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,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,可净化空气、防止感染、除臭除味。

能够有效杀灭等等有害细菌。

2、防紫外线功能纳米TiO2既能吸收紫外线,又能反射、散射紫外线,还能透过可见光,是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。

纳米二氧化钛的抗紫外线机理:按照波长的不同,紫外线分为短波区190~280 nm、中波区280~320 nm、长波区320~400nm。

短波区紫外线能量最高,但在经过离臭氧层时被阻挡,因此,对人体伤害的一般是中波区和长波区紫外线。

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。

由此可见,纳米二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样,对长波区紫外线的阻隔以散射为主,对中波区紫外线的阻隔以吸收为主。

纳米二氧化钛在不同波长区均表现出优异的吸收性能,与其他有机防晒剂相比,纳米二氧化钛具有无毒、性能稳定、效果好等特点。

日本资生堂应用10-100nm的纳米二氧化钛作为防晒成分添加于口红、面霜中,其防晒因子可大S PF11-19。

纳米二氧化钛由于粒径小,活性大,既能反射、散射紫外线,又能吸收紫外线,从而对紫外线有更强的阻隔能力。

与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比,VK-T02 纳米二氧化钛在紫外区的吸收峰更高,更可贵的是它还是广谱屏蔽剂,不象有机紫外线防护剂那样只单一对UVA或UVB有吸收。

它还能透过可见光,加入到化妆品使用时皮肤白度自然,不象颜料级TiO2,不能透过可见光,造成使用者脸上出现不自然的苍白颜色。

利用纳米TiO2的透明性和紫外线吸收能力还可用作食品包装膜、油墨、涂料、纺织制品和塑料填充剂,可以替代有机紫外线吸收剂,用于涂料中可提高涂料耐老化能力。

3、光催化功能研究结果发现,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。

4、防雾及自清洁功能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,提高行车的安全性。

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,利用氧化钛的光催化反应就可以把吸附在氧化钛表面的有机污染物分解为CO2和O2,同剩余的无机物一起可被雨水冲刷干净,从而实现自清洁功能。

日本东京已有人在实验室研制成功自洁瓷砖,这种新产品的表面上有一薄层纳米TiO2,任何粘污在表面上的物质,包括油污、细菌在光的照射下,由于纳米TiO2的催化作用,可以使这些碳氢化合物物质进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。

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。

5、纳米二氧化钛可作为锂电池、太阳能电池原料纳米二氧化钛(TA18)添加到锂电池里:⒈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。

1)纳米二氧化钛能有效降低锂电池的容量衰减,增加锂电池稳定性,提高电化学性能。

2)提高电池材料的首次放电比容量。

3)降低了LiCoO2在充放电过程中的极化,使材料具有更高的放电电压及更平稳的放电效果。

4)适量的纳米二氧化钛可以疏松状存在,降低了粒子间应力及循环过程中所造成的结构和体积的微小应变,增加电池的稳定性。

⒉在化学能太阳能电池中,纳米二氧化钛晶体具有光电转换率高、能很大提高太阳电池的能量转换率、成本廉价、工艺简单及性能稳定的特点。

其光电效率稳定在10%以上,制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10.寿命能达到20年以上。

⒊在镍镉电池中,纳米二氧化钛具有良好的导电性、宽温度工作范围的特点。

6 、纳米二氧化钛用在纺织上可以替代PVA在纤维纺织成纱的过程中,为了减少经纱断头必须上浆。

中国从上世纪五六十年代开始使用的浆料PVA为高分子化合物,在自然环境中很难降解。

因此在欧洲部分国家被列为“不洁浆料”,已经被明令禁止使用。

欧盟对PVA的限制,也将是中国棉纺织品出口绿色贸易壁垒的关注重点。

开发绿色环保浆料,取代难降解的PVA是国内纺织行业一直寻求的“破壁”目标。

纳米二氧化钛T25F用在纺织浆料里面,通过与淀粉的完美结合,提高纱线的综合织造性能,减少PVA的用量,煮浆时间短,降低了浆料成本,提高浆纱效益,也解决了PVA浆料不易退浆、环境污染等诸多问题。

纳米二氧化钛在纱线里主要是替代PVA,起到贴顺毛羽填补缺口,润滑的作用。

7、纳米二氧化钛在高档汽车漆中的应用将纳米级二氧化钛(T20Q)与铝粉混合颜料或纳米二氧化钛包覆的云母珠光颜料添加于涂料中,其涂层能产生神秘而富有变幻的随角异色效应,主要是因为当入射光射到纳米二氧化钛粒子时,由于粒径小,蓝色光会发生较强散射,结果除掉蓝色光的绿色光和红色光(呈黄相)被铝片反射成为正反射光,即散射光为蓝相强的光,反射光为黄相强的光(金色),随观察角度的不同可见不同色相。

粒径为几十纳米二氧化钛T20Q微晶还赋予了涂膜金属光泽效应、珠光效应、闪光效应和增色效应,使得我们看到的汽车表面好像是珍珠片在闪闪发光,给人以深度感与层次感。

这就是变色汽车的奥秘所在,纳米科技作为高新技术正在改变着我们的生活!8、其它功能纳米二氧化钛对某些塑料、氟里昂及表面活性剂SDBS也具有很好的降解效果。

还有人发现,TiO2对有害气体也具有吸收功能,如含TiO2的烯烃聚合物纤维涂在含磷酸钙的陶瓷上可持续长期地吸收不同酸碱性气体。

鉴于以上功能,纳米二氧化钛具有非常广阔的前景。

对它的研究和利用会给人们的生活带来巨大改变。

四、应用1、化妆品任何二氧化钛都具有一定的吸收紫外线功能,及优异的化学稳定性、热稳定性、无毒性等性能。

超细二氧化钛由于粒径更小(呈透明状)、活性更大,因此吸收紫外线的能力更强,此外,如消色力、遮盖力、清晰的色调、较低的磨蚀性和良好的易分散性,决定了二氧化钛是化装品中应用最广的无机原料。

二氧化钛在化妆品行业世界年消费量80年代估计在3500t—4000t,目前估计在5000t以上10000t以下。

根据其在化妆品中的功能不同,可选用不同品质的二氧化钛。

利用钛白的白度和不透明度这两种性能,可使化妆品的颜色范围很宽广,钛白作为一种白色添加剂时,主要用锐钛型钛白,但考虑到遮盖力和耐晒时,还是应采用金红石型钛白为好。

化妆品用的钛白,纯度要求高,对有害杂质的含量要求甚严。

例如:欧共体食品添加剂法规(它适用于化妆品)规定,化妆品用钛白的酸溶性物< 0.35%,As<5×10-6,Pb<20×10-6,Sb< 100×10-6,Cu< 100×10-6,Cr< 100×10-6,Zn< 50×10-6,BaSO4< 5×10-6,(Sb+ Cu+ Cr+Zn+ BaSO4)< 200×10-6,Hg检测不出来。

美国食品药物管理局(FDA)的食品、药物和化妆品等条例规定,用作化妆品的二氧化钛,作为分散助剂的SiO4和/或Ai2O3总量,不能超过2%,Pb<10×10-6,As<1×10-6,Sb< 2×10-6,Hg< 1×10-6。

另外,在105℃下干燥3h后于800℃下灼烧减量不大于0.5%。

水溶物含量不能大于0.3%,在105℃下干燥后3h后的二氧化钛含量,不少于99.0%,平均粒径小于1μm。

纳米二氧化钛,呈透明状,因此在阻挡紫外线、透过可见光以及安全性方面具有一般化妆品原料所不具备的许多优良特性和功能。

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