纳米二氧化钛涂层制备及其阻垢性能
纳米二氧化钛基木材防腐剂制备及固着机理研究
纳米二氧化钛基木材防腐剂制备及固着机理研究随着人们对环境保护意识的不断提高，传统的木材防腐剂已经无法满足人们的需求。
纳米技术的应用为木材防腐提供了新的思路和方法。
本文以纳米二氧化钛为基础，研究了纳米二氧化钛基木材防腐剂的制备及其固着机理。
一、纳米二氧化钛基木材防腐剂的制备1. 材料与仪器本实验采用的材料有：二氧化钛分散液、木材样品、甲醛、醋酸、乙醇、水等。
仪器有：紫外可见分光光度计、离子色谱仪、扫描电镜等。
2. 制备方法（1）制备纳米二氧化钛分散液：将二氧化钛粉末加入去离子水中，超声处理30分钟，离心沉淀，倒掉上清液，重复以上步骤2-3次，最后将二氧化钛沉淀加入水中，搅拌至分散均匀。
（2）制备纳米二氧化钛基木材防腐剂：将甲醛、醋酸、乙醇混合成溶液，将木材样品浸泡在溶液中，取出后放置于干燥器中烘干，再将纳米二氧化钛分散液喷洒于木材表面，烘干后即可得到纳米二氧化钛基木材防腐剂。
二、纳米二氧化钛基木材防腐剂的性能测试1. 红外光谱分析将样品放入红外光谱仪中进行测试，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂中的二氧化钛能够与木材表面形成化学键，从而有效地防止木材腐朽。
2. 离子色谱分析将样品放入离子色谱仪中进行测试，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂具有良好的防腐性能，能够有效地抑制木材中的微生物生长。
3. 扫描电镜观察将样品放入扫描电镜中进行观察，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂能够与木材表面紧密结合，形成稳定的保护层。
三、纳米二氧化钛基木材防腐剂的固着机理研究1. 表面电荷测试将样品放入表面电荷测试仪中进行测试，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂能够增加木材表面的负电荷密度，从而增强了其与二氧化钛粒子的吸附力。
2. 红外光谱测试将样品放入红外光谱仪中进行测试，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂中的甲醛、醋酸等活性物质能够与木材表面形成化学键，从而增强了其与二氧化钛粒子的相互作用力。
3. 扫描电镜观察将样品放入扫描电镜中进行观察，结果显示，纳米二氧化钛基木材防腐剂能够与木材表面形成致密的保护层，从而有效地防止木材腐朽。
纳米二氧化钛的制备实验综述
纳米二氧化钛的制备实验综述摘要：纳米二氧化钛，亦称纳米钛白粉。
其外观为白色疏松粉末。
具有抗紫外线、抗菌、自洁净、抗老化功效，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。
关键词：纳米二氧化钛、溶胶凝胶法、应用、发展前景溶胶凝胶法：溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
一、二氧化钛的性质：白色无定形粉末。
溶于氢氟酸和热浓硫酸，不溶于水、盐酸、硝酸和稀硫酸。
与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。
相对密度约4.0。
熔点1855℃。
二、纳米二氧化钛的应用1、杀菌：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。
2、防紫外线：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。
3、纳米二氧化钛可作为锂电池、太阳能电池原料（1）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。
纳米二氧化钛自清洁涂料的制备
纳米二氧化钛自清洁涂料的制备
纳米二氧化钛自清洁涂料的制备可以分为以下几个步骤：
1.合成纳米二氧化钛颗粒：可以采用溶胶-凝胶法、水热法、水相合
成法等不同的方法，得到适合制备自清洁涂料的纳米二氧化钛颗粒。
2.调制涂料：将所得的纳米二氧化钛颗粒加入到适宜的涂料中，并
加入一些功能辅料（如光稳定剂、抗氧化剂等），制成具有防污、
自清洁效果的涂料。
3.涂料应用：将调制好的涂料涂布至所需要防污、自清洁的物体表
面上，如建筑外墙、汽车表面等。
需要注意的是，在制备纳米二氧化钛颗粒和涂料时，应注意控制合
成条件和涂料成分，确保合成出的纳米二氧化钛颗粒具备高的晶格
质量和优异的光催化效果，并且涂料中的功能辅料应当与纳米二氧
化钛颗粒兼容，以确保涂层的稳定性和使用寿命。
涂料中纳米二氧化钛的制备及其研究
12高分子材料与工程2班何俊201241512224涂料中纳米二氧化钛的制备及其研究摘要：纳米TiO2是一种新型的无机功能材料,由于其粒径在1～100nm之间,具有粒径小、比表面积大、表面活性高、分散性好等特点,表现出独特的物理化学性质,使其在环境、材料、能源、医疗和卫生领域有着广阔的应用前景。
本文主要介绍了在涂料中纳米TiO2常见的合成方法及其一些性质。
关键词：二氧化钛、制备方法、性能、表征一、涂料中的TiO2纳米二氧化钛涂料外观为白色液体。
在可见光或紫外光的作用下具有很强的氧化还原能力，化学性能稳定，能将甲醛、甲苯、二甲苯、氨、氡、TVOC等有害有机物、污染物、臭气、细菌、微生物等有害有机物彻底分解成无害的CO2 和H2O，并具有去除污染物、亲水性、自洁性等特性，性能持久，不产生二次污染。
涂料平均粒径，nm 20-30，二氧化钛含量 % ≥ 99，有以下性能：①光催化效率高。
对装修污染物甲醛、苯、氨及其它有机污染物均有强力分解去除效果。
分解率达90%以上。
浓度低时也不降低净化效率。
对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健康的有害有机物起到净化作用。
②杀菌效率高。
杀菌率在无光下达99%以上，有紫外光照射时可达99.99%。
超强的氧化能力能造成细胞死亡，降低病毒的活性，并且捕捉、分解空气中的浮游细菌。
有效除去大肠杆菌、黄葡萄球菌、白癣菌、徽菌、化脓菌、绿脓菌等细菌，抑制如肠病毒、流行性感冒、滤过性病毒等病原的传播。
③无毒无害。
光触媒二氧化钛可作为食品添加剂使用。
不同于一般消毒剂，在杀死细菌病毒的同时，也可分解掉其分泌的毒素，不存在二次污染问题。
④极强的屏蔽紫外线作用，对红外线也有反射作用⑤很好的成膜性，成膜光滑平整，常温固化时间短，使用时间长达10年以上二、TiO2的制备纳米级二氧化钛，亦称钛白粉，钛白粉生产中传统的硫酸法和氯化法无法制备纳米级二氧化钛，从现有的制备过程及反应原理来看，最常用的原料有TiCl4、硫酸氧钛、金属醇盐、有机钛，纳米级二氧化钛的主要合成方法可分为气相法和液相法。
纳米二氧化钛涂层的制备及其阻垢性能的研究
纳米二氧化钛涂层的制备及其阻垢性能的研究摘要：纳米二氧化钛薄膜是一种功能性薄膜，在环境保护、抗菌白洁、表面防雾及阻垢等领域有着广阔的应用前景。
利用液相沉积法制备，以氟钛酸氨与为硼酸原料制备纳米级二氧化钛薄膜。
通过实验研究沉积用反应液组成、沉积时间、热处理温度对纳米二氧化钛薄膜的影响，从而找剑最佳制备条件：(NH4)2TiF6溶液和H3BO3溶液的浓度比为1：3、沉积温度为35℃、热处理温度400℃，然后在碳钢管上挂膜并利用松花江水研究其阻垢性能，通过接触角测定、XRD、SEM测定确定纳米二氧化钛薄膜的物理参数。
通过测接触角，XRD、SEM等表征手段，对其晶型、粒径、透光率、阻垢性等进行研究，研究结果证实二氧化钛纳米薄膜具有纳米粒径且分布均匀，该膜具有结合力强、阻垢性能好性等特点。
针对液相沉积法制备纳米二氧化钛涂层问题，我采用静态分析与正交实验方法，得出最佳成膜条件的结果，这个结果具有使我深刻了解纳米二氧化钛涂层的制备与及其性能的意义。
关键词：纳米二氧化钛薄膜；制备；阻垢；液相沉积法1. 课题研究意义、目的及背景1.1 纳米二氧化钛涂层的制备及阻垢性能研究意义及应用背景纳米TiO2是一种光催化材料，其具有廉价、易得、无毒无害、化学性质稳定、抗光腐蚀性强的优点，具有许多独特的性质，其亲水性可以随紫外光的照射而变化，这种性质使涂有纳米TiO2的涂层具有自清洁效应，并已经应用于建筑玻璃防尘和汽车等。
那么通过溅射、浸渍及等离子体发射等方法制备的纳米TiO2涂层是否也可以强化沸腾防垢、传热过程、有研究表明，由于纳米TiO2涂层传热元件，在紫外光照射后，形成超亲水表面，其表面润湿性增加，池沸腾传热效果明显好于其他表面；实验表明：利用纳米结构的超疏水性可以强化沸腾传热。
采用液相沉淀法在无缝钢管基质上制备了低表面能低的纳米TiO2疏水性薄膜涂层传热元件，以CaSO4水溶液为实验工质的自然循环流动沸腾喜欢热实验表明，处理表面的传热系数较未处理的高，且具有很好的防垢效果[1]。
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。
纳米二氧化钛的制备及性质实验
纳⽶⼆氧化钛的制备及性质实验纳⽶⼆氧化钛的制备及性质实验⼀、实验⽬的1、了解TiO2纳⽶材料制备的⽅法。
2、掌握⽤溶胶-凝胶法制备TiO2纳⽶材料的原理和过程。
3、掌握纳⽶材料的标准⼿段和分析⽅法。
⼆、实验背景实验前⼀个星期，本⼈通过查阅相关资料及⽂献了解到，纳⽶粉体是指颗粒粒径介于1～100 nm之间的粒⼦，由于颗粒尺⼨的微细化，使得纳⽶粉体在保持原物质化学性质的同时，与块状材料相⽐，在磁性、光吸收、热阻、化学活性、催化和熔点等⽅⾯表现出奇异的性能。
纳⽶TiO2粉体是⼀种重要的⽆机功能材料，纳⽶TiO2粉体⽆毒，氧化能⼒强，是优良的光催化剂、传感器的⽓敏元件、催化剂载体或吸附剂，也是功能陶瓷、⾼级涂料的重要原料，热稳定性好且原材料⼴泛易得，它有三种晶型:板钛矿、锐钛型和⾦红⽯型。
在多相光催化体系中，由于纳⽶⼆氧化钛粉体与污染物有更⼤的接触⾯积，体系中⼆氧化钛表现出更⾼的光催化活性。
⼆氧化钛纳⽶材料的制备⽅法分为：物理法和化学法。
物理法是最早采⽤的纳⽶材料制备⽅法，其⽅法采⽤⾼能消耗的⽅式，“强制”材料“细化”得到纳⽶材料。
且常⽤有构筑法（⽓相沉积法等）和粉碎法（⾼能球磨法等）。
物理法制备纳⽶材料的优点是产品纯度⾼，缺点是产量低、设备投⼊⼤。
⽽化学法采⽤化学合成的⽅法，合成制备纳⽶材料。
例如，沉淀法、化学⽓相凝聚法、⽔热法、溶胶-凝胶法、热解法和还原法等。
TiO2纳⽶材料的制备⽅法分为：⽓相法、液相法和固相法[1]。
⽬前制备TiO2纳⽶材料应⽤最⼴泛的⽅法是各种前驱体的液相合成法，这种⽅法优点是：原料来源⼴泛、成本较低、设备简单、便于⼤规模⽣产，但是产品的均匀性差，在⼲燥和煅烧过程中易发⽣团聚。
当前实际中应⽤最普遍的液相制备法主要有：液相沉淀法、溶胶-凝胶法、⽔热法和⽔解法。
本次实验将使⽤溶胶-凝胶法。
三、实验原理（1）纳⽶TiO2的制备溶胶-凝胶法胶体是⼀种分散相粒径很⼩的分散体系，分散相粒⼦的重⼒可以忽略，粒⼦之间的相互作⽤主要是短程作⽤⼒。
纳米二氧化钛的制备及其在环保领域的应用
纳米二氧化钛的制备及其在环保领域的应用纳米二氧化钛的制备及其在环保领域的应用一、引言地球资源的有限性和环境问题的日益严重，使得环保领域的研究与应用成为了当下的热点。
作为一种具有良好光催化活性和化学稳定性的纳米材料，纳米二氧化钛因其卓越的性能而备受关注，并在环保领域显示出广泛的应用前景。
二、纳米二氧化钛的制备方法纳米二氧化钛的制备方法有多种，常见的有溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法、水热-溶胶凝胶法等。
下面将介绍一种常用的制备方法——溶胶-凝胶法。
首先，将钛酸四酯等钛源溶解于适量氯化氢水溶液中。
然后进行水解反应，控制反应温度和pH值，使得溶液中的钛离子发生水解生成氢氧化钛。
接着通过酸加热处理或直接加热，使氢氧化钛凝胶生成金红石型TiO2固体。
最后，经过洗涤、过滤、烘干等步骤，得到纳米二氧化钛粉末。
三、纳米二氧化钛在清洁能源领域的应用1.光催化降解有机污染物纳米二氧化钛具有优异的光催化活性，可以利用光照将有机污染物降解为无害物质。
然而，纳米二氧化钛本身的光吸收范围主要集中在紫外光区域，限制了其在可见光区域的光催化活性。
为了解决这一问题，研究者们通过掺杂、修饰等方法，对纳米二氧化钛进行改进，提高其在可见光区域的光吸收能力。
例如，将纳米二氧化钛与纳米碳管复合，形成TiO2/N-CNT异质结构，提高了纳米二氧化钛的吸光性能，使其具备了可见光催化降解有机污染物的能力。
2.光催化水分解产氢利用纳米二氧化钛的光催化性质，通过光照反应将水分解为氧气和氢气，可作为一种清洁的氢能源生成方法。
研究者通过改变纳米二氧化钛的结构和形貌，提高其光催化水分解的效率。
例如，将纳米二氧化钛与金属催化剂负载在载体上，形成复合材料，可以增强材料的光催化性能。
此外，通过表面修饰纳米二氧化钛，改变其表面电子结构，也可提高光催化水分解的效率。
四、纳米二氧化钛在污水处理领域的应用1.有机污染物的去除纳米二氧化钛对有机污染物具有较好的光催化降解性能。
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纳米二氧化钛涂层的制备及其阻垢性能的研究摘要：纳米二氧化钛薄膜是一种功能性薄膜，在环境保护、抗菌白洁、表面防雾及阻垢等领域有着广阔的应用前景。
利用液相沉积法制备，以氟钛酸氨与为硼酸原料制备纳米级二氧化钛薄膜。
通过实验研究沉积用反应液组成、沉积时间、热处理温度对纳米二氧化钛薄膜的影响，从而找剑最佳制备条件：(nh4)2tif6溶液和h3bo3溶液的浓度比为1：3、沉积温度为35℃、热处理温度400℃，然后在碳钢管上挂膜并利用松花江水研究其阻垢性能，通过接触角测定、xrd、sem测定确定纳米二氧化钛薄膜的物理参数。
通过测接触角，xrd、sem等表征手段，对其晶型、粒径、透光率、阻垢性等进行研究，研究结果证实二氧化钛纳米薄膜具有纳米粒径且分布均匀，该膜具有结合力强、阻垢性能好性等特点。
针对液相沉积法制备纳米二氧化钛涂层问题，我采用静态分析与正交实验方法，得出最佳成膜条件的结果，这个结果具有使我深刻了解纳米二氧化钛涂层的制备与及其性能的意义。
关键词：纳米二氧化钛薄膜；制备；阻垢；液相沉积法
1. 课题研究意义、目的及背景
1.1 纳米二氧化钛涂层的制备及阻垢性能研究意义及应用背景
纳米tio2是一种光催化材料，其具有廉价、易得、无毒无害、化学性质稳定、抗光腐蚀性强的优点，具有许多独特的性质，其亲水性可以随紫外光的照射而变化，这种性质使涂有纳米tio2的涂层具有自清洁效应，并已经应用于建筑玻璃防尘和汽车等。
那么通过
溅射、浸渍及等离子体发射等方法制备的纳米tio2涂层是否也可以强化沸腾防垢、传热过程、有研究表明，由于纳米tio2涂层传热元件，在紫外光照射后，形成超亲水表面，其表面润湿性增加，池沸腾传热效果明显好于其他表面；实验表明：利用纳米结构的超疏水性可以强化沸腾传热。
采用液相沉淀法在无缝钢管基质上制备了低表面能低的纳米tio2疏水性薄膜涂层传热元件，以caso4水溶液为实验工质的自然循环流动沸腾喜欢热实验表明，处理表面的传热系数较未处理的高，且具有很好的防垢效果[1]。
2.tio2薄膜的制备方法
2.1 溶胶-凝胶制备纳米涂层
溶胶-凝胶(sol-gel)法[3]是20世纪60年代发展起来的制备玻璃和陶瓷等无机材料的新工艺。
近年来是制备氧化物薄膜广泛采用的方法，此技术一致被认为是目前最有前途的薄膜制备方法之一。
例如纳米级金刚石微粉是用爆炸技术合成的新材料,美、俄等国在纳米金刚石粉的应用开发上,已投入大量的研究,将纳米sio2加入到粘合剂和密封胶中,能使粘接效果和密封胶的密封性大大提高,其作用原理是在纳米sio2表面包覆一层具有亲水性的有机材料,再添加到有机胶中可形成一种网络状的二氧化硅结构,抑制了胶体的流动并使固化速度加快,从而提高了粘接效果,同时由于颗粒尺寸小,也增加了胶的密封性。
2.2 化学气相沉积法制备纳米涂层
在一个加热的基片或物体表面上，通过一种或几种气态元素或化合
的物产生的化学反应而形成不挥发的固体膜层的过程叫化学气相
沉积(chemical vapordeposition，简称cvd)。
2.3 热分解法制备纳米涂层
在溶胶-凝胶方法中用浸渍-提拉工艺制备的涂层一般比较薄，如果想制备较厚的薄膜则需要多次成膜。
以异丙醇钛为钛的来源，以a-菇品醇[ch3c6h8c(ch3)2oh]和异丙醇的混合溶液为溶剂，分别以
2-(2一乙醇基)乙醇基乙醇(结构式为c2h5och2ch20ch2ch20h，简称eee)和相对分子质量为600的聚乙二醇(peg)为异丙醇钛的络合剂，用普通玻璃片为基片进行提拉，所制得的涂层厚度随浸渍提拉次数的增加而增加，其表现就是光透过涂层，在相同的波长范围，光的干涉数增加[3]。
2.4 液相沉积法制备纳米涂层
近年来在湿化学法中发展起一种液相沉积法lpd(liquid phase deposition)，1988年由nagayama[8]首次报导。
用此法只需在适当反应液中浸入基片，在基片上就会沉积出氧化物或氢氧化物的均一致密的涂层。
成膜过程不需热处理，不需昂贵的设备，操作简单，可以在形状复杂的基片上制膜，在制备功能性涂层尤其是微电子行业的超大规模集成电路vlsi(very large scale integrated circuit)及金属-氧化物-导体mos (metal-oxide-semiconductor)、液晶显示器件lcd(liquid crystal display)中的氧化物涂层中正得到广泛应用。
3.纳米tio2涂层阻垢性能研究
王琳琳[3]在2004年纳米tio2薄膜对池沸腾防垢性能研究中，以碳酸钙饱和溶液为工质，进行了防垢实验研究，在刚开始的一定时间范围内，传热系数都围绕某一较高的均值上下波动，但是随着时间的延长，污垢开始形成，传热系数急剧下降，最后稳定在一个较低的值。
研究结果发现发现经过表面处理的表面有一定的抗垢效果。
而且二氧化钛薄膜厚度不同，效果不一样，tio2薄膜厚度为46.7nm时，其加热表面的结垢时间延长为空白加热面的10倍；tio2薄膜厚度为76.8nm时，其加热面的结垢时间为空白加热面的9倍。
研究者是以松花江水为研究对象，研究纳米tio2薄膜的阻垢性能，通过测定传热系数确定垢的形成程度。
参考文献：
[1] 张长远, 何斌, 张金龙. 二氧化钛功能薄膜研究发展与应用. 感光科学与光化学, 2004, (1): 66-77.
[2] 宋长友等. 纳米晶二氧化钛光催化薄膜的制备技术及特征.
中国陶瓷工业. 2005, 12, (4): 37-40.
[3] 王琳琳. 纳米tio2传热表面的液相沉积法制备及其池沸腾防垢研究. 天津: 天津大学, 2007.。