功能高分子材料论文.
功能高分子材料的制备及性能研究
功能高分子材料的制备及性能研究一、本文概述随着科技的飞速发展，高分子材料作为一类重要的工程材料，在日常生活、工业生产以及科学研究等领域中发挥着日益重要的作用。
其中，功能高分子材料凭借其独特的物理和化学性质，如优异的机械性能、电学性能、光学性能、热学性能以及生物相容性等，在众多领域展现出广阔的应用前景。
因此，对于功能高分子材料的制备及其性能研究，具有重大的理论意义和应用价值。
本文旨在探讨功能高分子材料的制备方法、性能表征以及应用前景。
将详细介绍几种常见的功能高分子材料的制备方法，包括化学合成、物理改性以及生物技术等。
随后，通过对这些功能高分子材料的力学、电学、光学、热学等性能进行系统的表征和测试，深入探究其性能与结构之间的关系。
还将讨论功能高分子材料在航空航天、电子信息、生物医疗、环境保护等领域的潜在应用。
通过本文的研究，期望能够为功能高分子材料的制备和应用提供有益的参考和指导，推动功能高分子材料领域的进一步发展。
二、功能高分子材料的制备方法功能高分子材料的制备方法多种多样，这些方法的选择取决于所需的功能性质以及材料的最终应用。
以下是几种常见的制备方法。
化学合成法：这是制备功能高分子材料最常用的方法之一。
通过精确的化学反应，如聚合、接枝、交联等，可以制备出具有特定功能的高分子材料。
例如，通过聚合反应可以合成具有不同分子量、分子结构和功能基团的高分子。
物理法：物理法主要包括熔融纺丝、溶液纺丝、拉伸、热处理等。
这些方法主要用于改变高分子材料的形态、结构和性能。
例如，熔融纺丝可以制备出高强度、高模量的纤维材料；热处理可以改变高分子材料的结晶度和热稳定性。
生物法：随着生物技术的发展，生物法在功能高分子材料的制备中也得到了越来越多的应用。
例如，利用酶催化反应可以合成具有特定结构的高分子材料；利用微生物发酵可以制备出具有生物活性的高分子材料。
复合法：复合法是将两种或多种不同性质的高分子材料通过物理或化学方法复合在一起，以制备出具有综合性能的新型功能高分子材料。
功能高分子材料范文
功能高分子材料范文功能高分子材料是一种具有特殊性能的高分子材料，能够通过结构设计、改性或添加特殊功能组分来实现特定的功能或性能。
这些功能可以包括力学性能、电学性能、热学性能、光学性能、化学稳定性等等。
功能高分子材料在各个领域都具有广泛的应用前景，如电子领域、医疗领域、能源领域、环保领域等。
一、力学性能功能高分子材料在力学性能方面有很多独特的优势。
例如，基于炭纳米管增强的高分子复合材料具有很高的强度和刚度，可以应用于航空航天、汽车制造等高强度要求的领域。
另外，具有特殊结构的高分子材料，如形状记忆聚合物，能够通过温度或其他外界刺激改变形态，具有很大的形状可变性，可以应用于智能材料、机器人等领域。
二、电学性能功能高分子材料在电学性能方面也有很多特点。
例如，导电高分子材料具有良好的导电性能，可以应用于电子设备、传感器、柔性显示等领域。
另外，功能高分子材料还可以调控电荷迁移、离子传输等电学特性，用于研究电荷载流子行为、发展新型电介质材料等。
三、热学性能功能高分子材料在热学性能方面也有广泛的应用。
例如，高分子材料的导热性能有时是一个重要的考虑因素，对于需要散热的电子设备、光学器件等有很大的作用。
此外，高分子材料的热膨胀系数可以调控，从而制备出具有特殊热膨胀特性的材料，用于热致形状记忆材料、超高温材料等。
四、光学性能功能高分子材料在光学性能方面也有独特优势。
例如，具有高折射率的高分子材料可以应用于光学透镜、光纤通信等领域。
另外，具有光学活性的高分子材料可以应用于手性催化、光学降解等领域。
此外，基于聚合物基底的有机发光二极管（OLED）具有特殊的光电性能，用于照明、显示等领域。
五、化学稳定性功能高分子材料在化学稳定性方面也有很多特点。
例如，阻燃高分子材料具有很好的抗火性能，可以用于电缆、建筑材料等领域。
另外，耐腐蚀高分子材料可以应用于化工、医药包装等领域。
此外，具有特殊透气性的高分子材料可以应用于膜分离、纳米过滤等领域。
高分子材料论文总结
高分子材料论文总结近年来，许多学者对高分子材料进行了深入研究，并取得了一系列重要的研究成果。
本篇论文将对其中几篇具有代表性的高分子材料论文进行总结。
首先，研究团队在《高分子材料的自组装性质研究》一文中探讨了高分子材料的自组装性质。
他们制备了一种新型的高分子材料，并通过扫描电子显微镜（SEM）观察了其自组装结构。
结果表明，该高分子材料能够形成具有有序排列的自组装结构，从而展现出良好的物理性能。
该研究为进一步研发高性能高分子材料提供了理论基础和实验依据。
其次，在《聚合物交联网络的合成与性能研究》一文中，研究人员通过控制交联剂的添加量和反应时间，成功合成了一种具有优异性能的聚合物交联网络。
他们通过拉伸实验和热分析，研究了该聚合物交联网络的力学性能和热性能。
结果表明，该聚合物交联网络具有较高的机械强度和优异的热稳定性。
这为应用于高温环境的材料开发提供了新思路。
再次，在《功能性高分子材料的合成及应用研究》这篇论文中，研究人员通过改变单体的结构和反应条件，合成了一系列功能性高分子材料。
他们通过红外光谱和核磁共振等测试手段，确认了所合成材料的化学结构。
同时，他们还对这些材料进行了抗氧化性能和光电性能的测试，并研究了其应用于电子器件中的潜在用途。
研究结果表明，这些功能性高分子材料具有较好的性能和广阔的应用前景。
综上所述，近年来高分子材料的研究取得了不俗的成果。
上述论文从不同角度对高分子材料的性能、合成及应用进行了深入研究，并取得了一系列重要的研究成果。
这些研究为高分子材料的进一步应用开发和科学研究提供了重要的理论基础和实验依据。
相信未来，随着高分子材料研究的不断深入，高分子材料将在新材料领域中发挥更为重要的作用。
生物医用高分子材料论文
生物医用高分子材料1 生物医用高分子材料概述科技关爱健康，医用高分子材料的应运而生是医疗技术发展史卜的一次飞越。
高分子材料充分体现了人类智慧，是上 1 世纪人类科学枝术的重要科技进步成果之一，在二战前后得到了迅速发展;到上世纪末，光是塑料在体积上就明显超过了钢铁。
所谓高分子一般是指由许重复单元共价连接而成的、分子量很大的一类大分子，相关材料也称为聚合物，往往具有粘弹性。
主要大品种合成聚合物材料有塑料、橡胶、合成纤维3 大类，还有涂料、粘结剂等。
医用高分子材料属于一种特殊的功能高分子材料，通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修复、合成或再生损伤组织和器官。
简单地说，医用高分子材料学，是介于现代医学和高分子科学之间，并且涉及到物理、化学、生物学、医学等的一门交叉学科。
目前，医用高分子材料的发展可谓异军突起，医用高分子材料的应用如雨后春笋遍及整个医学领域，其用量也在持续稳定地增长。
生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能的高分子材料。
研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学。
虽已四十多年的研究历史,但蓬勃发展始于20世纪70年代,随着高分子化学工业的发展,出现了大量的医用新材料和人工装置,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器以及骨生长诱导剂等。
近十年来,由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展,医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。
生物医用材料最基本的要求是它必须与生物系统直接结合,生物医用材料都必须具备生物学性能,即生物相容性,这是生物医用材料区别于其它功能材料的最重要的特征,并且要求这种材料不会因与生物系统直接结合而降低其效能与使用寿命。
生物医用材料与活体系统的相互作用表面在两个方面:一是材料反应,即活体系统对材料的作用,包括生物环境对材料的腐蚀、磨损和性质退化、甚至破坏。
功能高分子材料论文黄俊强
功能高分子材料课程论文生物降解高分子材料的研究现状及应用前景姓名：黄俊强班级：高分子08-1班老师：齐民华日期：生物降解高分子材料的研究现状及应用前景摘要：目前，处理高分子材料的一些传统方法，如焚烧法、掩埋法、熔融共混挤出法、回收利用等都存在一定的缺陷和局限性，给环境保护带来严重的困难。
因此，开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。
生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用，将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程。
论述了生物降解高分子材料的研究现状，并对生物降解高分子材料的降解机理、影响因素及其在医学、农业、包装业和其他领域的潜在应用前景进行了探讨。
关键词：生物降解高分子材料定义降解机理影响因素研究现状应用前景0 引言随着大量高分子材料在各个领域的使用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。
塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算已居世界首位，由于其难以降解，随着用量的与日俱增，废塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。
目前，处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。
生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用，将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程，这种方法简洁有效，而且对环境的保护有积极的作用。
同时，随着高新技术的发展，生物降解高分子材料也满足了医学和农业及其他方面的需求，成为近年来研究的热点。
1.生物降解高分子材料的定义和分类生物降解高分子材料( Biodegradable polymeric materials)是指在一定的条件下,一定的时间内, 能被微生物( 细菌、真菌、霉菌、藻类等) 或其分泌物在酶或化学分解作用下发降解的高分子材料。
生物降解的高分子材料具有以下特点: 易吸附水, 含有敏感的化学基团, 结晶度低,分子量低,分子链线性化程度高和较大的比表面积等。
功能高分子材料课程总结论文
功能高分子材料课程总结我们都知道，材料是与我们日常生活息息相关的，而高分子材料由于具有许多优良性能，适合现代化生产，经济效益显著，因而在工业上取得了突飞猛进的开展，其中功能高分子材料就是它的一个重要应用，它可以在高分子材料的主链或者侧链上参加一些具有特殊功能的功能基团，使高分子同时具有高分子的性质和这些功能基团，即高分子材料功能化。
这个学期齐教师给我们详细讲解了功能高分子材料这门学科，让我对功能高分子材料这门学科有了根本的认识，比方，吸附别离高分子材料、高分子别离膜、电功能高分子材料、光功能高分子材料、环境降解高分子材料、生物医用高分子材料等材料的作用、性能、应用。
也让我深刻了解到功能高分子材料的重要性，下面就谈谈我对这门学科了解到的一些内容。
一、功能高分子材料的定义及特点〔1〕功能高分子材料的定义一般说来，性能是指材料对外部作用的表征与抵抗特性，而功能那么是外部作用引起材料内部变化而产生的输出特性，因而我们可定义为：对物质、能量和信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料称为功能高分子材料，通常也可简称为功能高分子，有时也称为精细高分子或特种高分子(包括高性能高分子)。
（2）功能高分子材料的分类功能高分子从制造和构造的角度可分为两类：一类是高分子本身具有特殊功能作用的构造型功能高分子；另一类是高分子本身不具有功能作用，而仅仅作为基体或载体与其他功能材料进展复合而制成的复合型功能高分子材料，按照功能特性通常可分成：光、电、磁、热、力、声、化学和生物等八大类。
（3）功能高分子材料的特点功能高分子之所以开展迅速，是因为除了具有重量轻、易加工、可大面积成膜、原材料来源广泛等优点之外，还具有如下特点：①涉及面广；②技术密集，附加值高；③开发难度大，周期长，竞争剧烈；④专用性强，品种多，产量小，价格贵。
（4）功能高分子材料的应用功能高分子材料主要应用在制备吸附别离高分子材料、高分子别离膜、电功能高分子材料、光功能高分子材料、环境降解高分子材料、生物医用高分子材料等方面。
功能高分子材料论文 生物医学方面的应用
功能高分子材料论文(生物医学方面的应用)摘要：了解生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望对未来的生物医用高分子材料的发展趋势，通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。
关键词：功能高分子材料，生物医用高分子材料。
1 生物医用高分子材料的现状生物医用高分子材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的高分子材料,生物医用高分子材料是在高分子材料科学不断向医学和生命科学渗透,高分子材料广泛应用于医学领域的过程中,逐渐发展起来的一类生物材料,它已形成一门介于现代医学和高分子科学之间的边缘科学。
在功能高分子材料领域, 生物医用高分子材料可谓异军突起, 目前已成为发展最快的一个重要分支。
生物医用高分子材料的发展经历了三个阶段，第一阶段始于1937 年,其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料, 如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。
第二阶段始于1953 年, 其标志是医用级有机硅橡胶的出现, 随后又发展了聚羟基乙酸酯缝合线以及四种聚(醚- 氨) 酯心血管材料, 从此进入了以分子工程研究为基础的发展时期。
该阶段的特点是在分子水平上对合成高分子的组成、配方和工艺进行优化设计, 有目的地开发所需要的高分子材料。
目前的研究焦点已经从寻找替代生物组织的合成材料转向研究一类具有主动诱导、激发人体组织器官再生修复的新材料,这标志着生物医用高分子材料的发展进入了第三个阶段。
其特点是这种材料一般由活体组织和人工材料有机结合而成, 在分子设计上以促进周围组织细胞生长为预想功能, 其关键在于诱使配合基和组织细胞表面的特殊位点发生作用以提高组织细胞的分裂和生长速度在国外，生物医用高分子材料研究已有50多年的历史,早在1947 年美国已发表了展望性论文。
功能高分子材料进展论文
功能高分子材料及研究进展中南大学班级：材料0802班学号：0604080*** 姓名：**高分子材料：macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。
所有的生命体都可以看作是高分子的集合。
功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。
近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％。
功能材料的概念最早由美国贝尔实验室J. A. Morton博士提出，主要指具有声、光、电、磁、热、化学、生物学等功能及转换功能的一类材料。
功能高分子是功能材料中的新军，由于高分子材料具有轻、强、耐腐蚀、原料丰富、种类繁多、制备简便、易于分子设计等特点，功能高分子材料的研究和发展十分迅速，成为近年来高分子科学最活跃的研究领域。
功能高分子及有关新技术研究的前沿领域包括：电子功能聚合物及信息技术研究（光电磁功能高分子、高分子液晶显示技术、电致发光技术、塑料高密度电池、分子器件、非线性光学材料、高密度记录材料等）、医药功能高分子及卫生保健技术研究（高分子药物、控制药物释放材料、医用材料、医疗诊断材料、人体组织修复材料等）、信息高分子的合成及应用技术等。
此外，通用高分子的改性技术、天然高分子的利用及改性、聚合物生物降解材料及聚合物资源的再利用技术等，也归属于这一领域。
本章重点选择电子功能高分子及电光技术、医药功能高分子及卫生保健技术、环境友好高分子材料——完全生物降解高分子材料的应用予以介绍。
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纳米二氧化钛结构及性能摘要本文主要通过对纳米二氧化钛结构及性能的介绍，引出其应用，特别是在环境净化方面的应用。
纳米二氧化钛是一种新型环境净化材料，有板铁矿、锐铁矿和金红石三种晶体结构，具有良好的光催化性能及亲水性，这也是其在环境净化方面的应用基础，主要用于净化水、空气和杀菌，另外还可做建筑涂料。
本文着重介绍了其在废水处理方面的应用，有处理染料废水、处理农业废水和处理含表面活性剂的废水、处理含油废水和处理造纸废水。
制备方法主要有：溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、钛醇盐的气相水解法以及液相沉淀法其中液相沉淀法又包括直接沉淀法、均匀沉淀法以及共沉淀法。
关键词环境；材料；净化；纳米二氧化钛；结构；性能；应用；光催化技术；综述目录1 绪论 (4)的结构 (5)2 TiO22.1 晶格结构 (5)2.2 表面结构 (5)的性质 (6)3 纳米TiO23.1 晶型的性质 (6)3.2 光学性质 (6)3.3 半导体性质 (6)的应用 (6)4 纳米TiO24.1 充当太阳能电池原料 (7)4.2 防紫外线功能 (7)4.3 光催化功能 (8)4.3.1 气体净化 (8)4.3.2 处理有机废水 (8)4.3.3 处理无机污水 (8)4.3.4 防雾及自清洁功能 (8)4.3.5 杀菌功能 (9)5纳米TiO的制备 (10)2水解法 (10)5.1 TiCl45.2 醇盐水解法 (10)5.3 溶胶-凝胶法 (11)5.4 水热合成法 (11)5.5 微乳液法 (11)6 结语 (12)参考文献 (13)致谢 (14)纳米材料指颗粒尺寸为纳米级的超细颗粒，其尺寸大于原子簇但小于微米级，一般介于1nm～100nm之间。
纳米粒子因其尺寸小，比表面积大，表面原子数多，表面能和表面张力随离径的下降急剧增大而具有量子尺寸效应，小尺寸效应，表面效应和宏观量子隧道效应等不同于常规固体的光，热，电，磁等新特性。
纳米TiO2是一种新型的无机材料，粒径在10nm～50nm，相当于普通钛白粉的十分之一，与常规材料相比，纳米二氧化钛具有独特功能：1.比表面积大，2.磁性强，具有极强的吸收紫外线的能力，4.表面活性大，5.热导性好，6.分散性好，制得的悬浮液稳定7.奇特的颜色效应8.较好的热稳定性9.化学稳定性和优良的光学，电学，力学等方面的特性。
其中的锐钛矿具有较高的催化效率；金红石型结构比较稳定，具有较强的覆盖力，着色力和紫外线吸收能力。
因此在催化剂载体，紫外线吸收剂，高效光敏剂，防晒护肤化妆品，塑料薄膜制品，水处理，精细陶瓷，器皿传感元件等领域具有广泛的用途。
1．0 绪论1.1 绪论1988年第1届IVMRS国际会议(东京)上首先提出了环境调和材料。
环境调和材料(简称环境材料)是指与生态环境和谐或能共存的材料，日本的铃木、山本等提出，环境负担最小，而再循环利用率最高的材料称为环境材料。
它包括节能材料；再循环材料；净化材料；增进健康材料；调光、调温、调湿材料；调节环境材料(包括树木)。
其中净化材料指可净化或吸附有害物质的材料或物质。
[1]纳米 TiO2光催化杀菌是目前环境净化的研究热点。
纳米TiO2光催化技术始于1972年Fujishima和Hondar做的关于光辐照二氧化钦可持续发生氧化还原反应的研究。
1985年，Matasunaga等使用Ti/Pt 催化剂在近紫外光照射下6 0 —120 min内杀灭了水中的微生物。
自此二氧化钛光催化杀菌的研究日益受到重视，研究对象也逐渐扩展至水体及空气中的病毒、细菌、真菌等。
纳米TiO2光催化氧化杀菌具有显著的优点:无需昂贵的氧化试剂，空气中的氧就可作为氧化剂；而二氧化钦催化剂价格低廉，无毒，化学及光化学性质稳定；自然光中的紫外光就可作为光源激发催化剂，因此无需能源，系统维护费用低；氧化还原反应无选择性，可以杀灭大多数的微生物。
2．0 TiO 2的结构2.1 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TiO 6八面体，区别在于TiO 6八面体通过共用顶点还是共边组成骨架，见图2-l 。
锐钛矿结构是由TiO 6八面体共边组成，而金红石和板钛矿结构则是由八面体共顶点且共边组成。
金红石、锐钛矿和铁钛矿的基本结构单元列于图2-2板钛矿和锐钛矿是22的高温相。
锐钛矿和板钛矿到金红石的相转化温度一般为500—600℃。
金红石型TiO 2有很强的遮盖力和着色力，且对紫外线有较强的屏蔽作用，锐钛矿型TiO 2的光催化活性最高。
2.2 表面结构金红石型表面上存在三种典型的原子空位，分别为晶格氧、单桥氧和双桥氧空位。
光电子能谱(UPS)和IPS 研究结果表明：在～6eV 所对应的全充满的价带是由O 2P 轨道组成，而空的导带由Ti 的3d ，4s 和4p 轨道组成，Ti 3d 决定导带的较低位置。
低于费米能级～0.8eV 弱的发射峰与O 原子缺位所诱导的Ti 3d 派生能级有关。
锐钛矿二氧化钛与金红石相似，～0.8eV 的发射峰被确定为Ti 3+表面缺陷。
Konstantin 等人的研究则发现，在锐钛矿TiO 2表面发现有羟基、五配位和四配位Ti4+，T3+存在。
Stelhow等人的理论计算结果表明，锐钛矿型Ti02的价带主要为O2p 和Ti3d轨道组成，O2p轨道贡献较大，TiO2禁带宽度大约为10eV，但实测值大约为3.0～3.5eV。
3.0 纳米TiO2的性质3.1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。
板钛型是不稳定的晶型，在650℃时会直接转化为金红石型。
板钛型只存在于自然界的矿石中，数量也不多。
它不能用合成的方法来制造，在工业上没有实用价值。
锐钛型在常温下是稳定的，但在高温下却要向金红石型转化。
纳米TiO2有很高的化学稳定性、无毒性、非迁移性，完全可与食品接触。
金红石型纳米TiO2的耐候性、热稳定性、化学稳定性均优于锐钛型。
3.2光学性质纳米TiO2晶体的光学性质服从瑞利（Rayleigh）光散射理论，能透过可见光及散射波长更短的紫外光，表明这种粒子具有透明性和散射紫外线的能力，普通TiO2具有一定的吸收紫外线的能力。
纳米TiO2粒径很小，因而活性较大，吸收紫外线的能力很强。
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。
3.3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。
当粒子尺寸与其激子玻尔半径相近时，随着粒子尺寸的减小，半导体粒子的有效带隙增加，其相应的吸收光谱与荧光光谱发生蓝移，从而在能带中形成一系列分立的能级。
近年来对纳米TiO2的研究表明，纳米粒子的光催化活性明显优于相应的体相材料。
4.0 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。
4.1充当太阳能电池原料目前,能源消耗主要来自于化石燃料,由于化石燃料储量有限以及所带来的环境污染问题,人们开始把目光投向环境友好、可再生的能源中,太阳能是未来最有希望的能源之一。
而纳米TiO2是制备太阳能电池的理想材料。
原理光催化反应基本途径当能量大于TiO2禁带宽度的光照射半导体时，光激发电子跃迁到导带，形成导带电子(矿)，同时在价带留下空穴(矿)。
由于半导体能带的不连续性，电子和空穴的寿命较长，它们能够在电场作用下或通过扩散的方式运动，与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化还原反应，或者被表面晶格缺陷俘获。
空穴和电子在催化剂粒子内部或表面也可能直接复合。
空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH或H2O发生作用生成HO·。
HO·是一种活性很高的粒子，能够无选择地氧化多种有机物并使之矿化，通常认为是光催化反应体系中主要的氧化剂。
光生电子也能够与O2发生作用生成HO2·和O2-·等活性氧类，这些活性氧自由基也能参与氧化还原反应。
HO·能与电子给体作用，将之氧化，矿能够与电子受体作用将之还原，同时h+也能够直接与有机物作用将之氧化：光催化反应的量子效率低(理论上不会超过20%)是其难以实用化的最为关键因素之一。
4.2.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TiO2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TiO2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TiO2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TiO2具有无毒、性能稳定、效果好等特点。
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。
4.3光催化功能TiO2具有粒子团聚少、化学活性高，粒径分布窄、形貌均一等特性，具有很强的光催化性能，已广泛应用于环保中。
4.3.1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。
纳米二氧化钛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。
另外，TiO2在光照下对环境中微生物的抑制或杀灭作用，因此，纳米TiO2能净化空气，具有除臭功能。
4.3.2处理有机废水纳米TiO2复合材料对有机废水的处理，效果十分理想。
以TiO2为光催化剂，在光照的条件下，可使水中的烃类、卤代物、羧酸等发生氧化-还原反应，并逐步降解，最终完全氧化为环境友好的CO2和H2O等无害物质。
杭州万景新材料有限公司采用新型纳米TiO2载银复合催化剂，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%。
经研究表明，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。