TiO2的制备方法及其应用
tio2电极材料的滴涂
tio2电极材料的滴涂摘要：1.TIO2电极材料简介2.滴涂法原理及过程3.TIO2电极材料的制备方法4.滴涂法在制备过程中的优势5.应用及前景正文：一、TIO2电极材料简介TIO2（二氧化钛）作为一种广泛应用的半导体材料，以其高光催化活性、低成本、环保等特点在光伏、光催化和能源存储等领域备受关注。
TIO2电极材料在这些领域中的应用前景十分广阔。
二、滴涂法原理及过程滴涂法是一种常见的制备TIO2电极材料的方法。
其基本原理是将TIO2溶液滴加到基底材料表面，通过溶液的蒸发、溶剂的挥发和TIO2颗粒的沉淀等过程，形成均匀、致密的TIO2薄膜。
滴涂过程主要包括以下几个步骤：1.制备TIO2溶液：将TIO2粉末加入去离子水或其他溶剂中，搅拌均匀，形成透明或半透明的TIO2溶液。
2.涂覆基底材料：将处理好的基底材料放置在涂有TIO2溶液的容器中，确保基底材料表面均匀涂抹上一层TIO2溶液。
3.溶液蒸发：将涂覆好的基底材料放置在通风的环境中，通过自然蒸发或加热蒸发的方式，使溶剂逐渐挥发，TIO2颗粒逐渐沉淀。
4.干燥处理：在蒸发过程中，可通过干燥设备对涂层进行干燥处理，以提高涂层的致密性和均匀性。
5.烧结：将干燥后的涂层材料进行高温烧结，使TIO2颗粒间紧密结合，形成稳定的薄膜。
三、TIO2电极材料的制备方法除了滴涂法，TIO2电极材料的制备方法还有溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、磁控溅射法等。
不同制备方法各有优缺点，具体选择需根据实际应用场景和需求进行。
四、滴涂法在制备过程中的优势1.制备过程简单、易操作，降低成本。
2.涂层均匀、致密，有利于提高电极材料的性能。
3.可根据需求调整涂层厚度、结构和组成，具有较高的灵活性。
五、应用及前景TIO2电极材料在光伏、光催化、能源存储等领域具有广泛应用。
随着科技的不断发展，TIO2电极材料的制备技术将不断完善，其应用前景将更加广泛。
总之，滴涂法作为一种制备TIO2电极材料的常用方法，具有操作简单、成本低、性能优良等优点。
氮掺杂二氧化钛的制备及性能
氮掺杂二氧化钛的制备及性能氮掺杂二氧化钛的制备及性能一、引言二氧化钛（TiO2）作为一种重要的半导体材料，具有良好的光催化性能和光电化学性能。
然而，纯TiO2的禁带宽度较大，仅能吸收紫外光，限制了其在可见光区域的应用。
因此，通过掺杂改性，尤其是氮掺杂，能有效地提高TiO2的可见光吸收能力，从而扩展其应用领域。
本文将详细讨论氮掺杂二氧化钛的制备方法及其性能。
二、制备方法1. 溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂二氧化钛是常见的方法之一。
首先将适量的钛酸四丁酯和氨水溶液混合，形成透明溶液。
随后，在搅拌条件下将溶液水热处理，使其形成凝胶。
最后，将凝胶进行干燥和煅烧处理，得到氮掺杂二氧化钛。
2. 气相沉积法：气相沉积法是另一种制备氮掺杂二氧化钛的方法。
该方法需要使用金属有机化合物和氨气作为原料气体。
首先，金属有机化合物和氨气在高温下反应，生成氮掺杂二氧化钛的前驱体。
然后，前驱体在低温条件下进行热解，得到氮掺杂二氧化钛薄膜。
三、性能研究1. 光催化性能：氮掺杂二氧化钛具有优异的光催化性能。
研究表明，在可见光照射下，氮掺杂二氧化钛能够有效分解有机污染物，如甲基橙、罗丹明B等。
由于氮掺杂引入了新的能级，提高了光生载流子的分离效率，从而提高了光催化活性。
2. 光电化学性能：氮掺杂二氧化钛可用于制备高效的光电化学电池。
研究发现，经过氮掺杂的二氧化钛在阳极材料中应用于染料敏化太阳能电池，其光电转换效率明显提高。
氮掺杂引入的能级有利于电子的传输和被捕获，从而增强了光电流的产生。
3. 可见光吸收能力：纯TiO2只能吸收紫外光，因此其在可见光区域的利用率较低。
通过氮掺杂，TiO2的禁带宽度缩小，能够吸收可见光，从而提高了材料在可见光区域的利用效率。
四、应用展望氮掺杂二氧化钛具有广泛的应用前景。
一方面，其在环境领域中可以应用于水处理、空气净化等方面；另一方面，其在能源领域中可以用于制备高效光电化学电池、染料敏化太阳能电池等。
TiO2纳米材料的制备及其光催化性能
TiO2溶胶的制备及其光催化性能一、实验目的1•掌握水解法制备TiO2溶胶的基本原理；2.掌握多相光催化反应的催化剂活性评价方法；3•掌握紫外分光光度计的测试原理。
二、TiO2光催化简介1•光催化反应原理自从1972年日本学者Fujishima和Honda在n型半导体TiO2单晶电极上实现了水的光电催化分解制氢气以来，多相光催化技术开始引起世界各行各业科技研究者的极大关注。
半导体多相光催化技术作为一种环境友好型的新型催化技术，在环境治理、新能源开发以及有机合成等领域都有着广泛的应用。
TiO2是n型半导体，根据固体能带理论，TiO2半导体的能带结构是由一个充满电子的低能价带(valenceband，V.B.)和空的高能导带(conductionband，C.B.)构成。
价带和导带之间的不连续区域称为禁带(禁带宽度Eg)。
TiO2(锐钛矿)的Eg=3.2eV,相当于387nm光子的能量。
当TiO2受到波长小于387nm的紫外光照射时，处于价带的电子就可以从价带激发到导带(e-)，同时在价带产生带正电荷的空穴(h+)，从而形成电子-空穴对。
当光生电子和空穴分别扩散到催化剂表面时，和吸附物质作用后会发生氧化还原反应。
其中空穴是良好的氧化剂，电子是良好的还原剂。
大多数光催化氧化反应是直接或间接利用空穴的氧化能力。
空穴一般与TiO2表面吸附的H2O或OH-离子反应形成具有强氧化性的氢氧自由基OH・，它能够无选择性氧化多种有机物并使之彻底矿化，最终降解为CO2、H2O等无害物质。
而光生电子具有强的还原性可以还原去除水体中的金属离子。
光催化过程的基本反应式如下：TiO2+hv(>TiO2的禁带宽度3.2eV)—h++e-h ++e -—>hv （或热量）H 2OH ++OH -OH -+h +f•OHH 2O+h +f•OH +H+空气中游离氧的作用就犹如电子的受体，可形成超氧负离子・02-,超氧负 离子与羟基自由基一样也是强氧化还原活性的离子，它们可以氧化和降解半导 体表面上甚至其附近的许多细菌和其他有机物。
ticl4水解制备tio2原理高中
ticl4水解制备tio2原理高中
普通化学知识
TiO2可以通过引水溶液和硫酸钛化学水解法制备。
引水溶液水解反应原理：在引水溶液中，加入碳酸（比如硫酸）和稀酸（比
如盐酸），当溶液的酸度足够高时，硫酸钛中硫元素和氢离子将真氧引入溶液，金属钛因为原子序数变化而生成钛离子Ti4+ 。
同时水中游离的氢离子受到氧的吸引，与Ti4+形成TiO2的悬浮液。
硫酸钛化学水解原理：当在引水环境中添加过量的硫酸（3克/升溶液）时，
硫酸钛发生水解反应，在非常低的温度（10—15℃）条件下，两个钛原子依次从TiO2+2H2SO4→2TiO(SO4)+2H2O 反应中离开，形成了悬浮液。
因此碳酸加入到引水溶液中，加热，当温度升到23℃，硫酸钛溶液中的钛离子Ti4+ 将会和水
结合，通过水解反应，生成TiO2悬浮液。
阳极氧化法制备TiO2薄膜及其超疏水改性
阳极氧化法制备TiO2薄膜及其超疏水改性随着纳米技术的发展，纳米材料在各个领域展现出了广阔的应用前景。
其中，氧化钛（TiO2）作为一种重要的纳米材料，在光催化、电化学和生物医学等领域具有广泛的应用。
然而，由于其表面能较高，TiO2薄膜往往具有亲水性，限制了其在一些特殊应用中的使用。
为了克服这一问题，研究人员们通过改性方法，将其表面改变为超疏水性，以提高其特殊应用的效果。
阳极氧化法是一种常用的制备TiO2薄膜的方法。
该方法通过在金属钛表面形成氧化层，然后经过热处理和酸洗等工艺，得到具有一定厚度和结构的TiO2薄膜。
这种方法制备的TiO2薄膜具有良好的结晶性和致密性，适用于各种改性处理。
超疏水性是指材料表面具有极高的接触角，使水滴在其表面上呈现出较大的接触角，从而实现水滴的快速滚落，表现出良好的自清洁性。
在TiO2薄膜的超疏水改性中，常常采用改变薄膜表面形貌和增加表面能的方法。
改变薄膜表面形貌是实现超疏水性的一种常见方法。
通过调控阳极氧化过程中的电压、时间和电解液成分等参数，可以改变薄膜的孔洞形貌和粗糙度，从而改变其表面的接触角。
研究发现，当薄膜表面具有一定的微纳米结构时，可以增加其表面积，提高接触角，实现超疏水性。
增加表面能是另一种常用的超疏水改性方法。
通过在阳极氧化后，在薄膜表面进行各种化学处理，使其表面形成亲水性或疏水性的功能基团。
例如，可以利用硅烷偶联剂在薄膜表面形成疏水性基团，从而实现超疏水性。
综上所述，阳极氧化法制备TiO2薄膜并进行超疏水改性是一种有效的方法。
通过调控阳极氧化过程和后续的化学处理，可以获得具有超疏水性的TiO2薄膜，从而拓展其在各个领域的应用。
未来的研究可以进一步深入探究薄膜的制备工艺和改性方法，提高其超疏水性能，并探索其在自清洁、防污染和抗菌等方面的应用潜力。
tio2纳米材料的制备与表征
tio2纳米材料的制备与表征制备和表征二氧化钛（TiO2）纳米材料是一项重要的科学任务，由于其广泛的应用领域，包括光催化、太阳能电池、光电器件、光致发光、药物载体和生物成像等。
下面将介绍一种常用的制备和表征TiO2纳米材料的方法。
制备目前，制备TiO2纳米材料的主要方法包括化学气相沉积（CVD）、溶胶-凝胶法、水热法、微波等离子体化学方法等。
这里我们以水热法为例。
水热法是一种在高温高压条件下，利用水作为溶剂，使原料在其中发生化学反应并形成结晶的方法。
制备TiO2纳米材料的水热法通常包括以下步骤：1.将一定量的钛酸丁酯（Ti(OC4H9)4）和适量的硝酸（HNO3）溶液混合，搅拌均匀。
2.将上述混合液转移到高压反应釜中，密封后置于烘箱中加热至指定温度（通常为150-250℃）。
3.在该温度下保持一定时间（例如1-10小时），使钛酸丁酯和硝酸发生水热反应，生成二氧化钛（TiO2）纳米颗粒。
4.待反应结束后，将反应釜自然冷却至室温，取出产物。
5.用去离子水冲洗产物，去除可能存在的杂质。
6.最后，将产物进行干燥，得到TiO2纳米材料。
表征为了确认制备得到的物质是否为TiO2纳米材料，以及其结构和形貌等性质，我们通常会使用一系列表征方法。
1.X射线衍射（XRD）：XRD可以用于确定材料的晶体结构和相组成。
通过对比标准PDF卡片，可以确认制备得到的物质是否为TiO2纳米材料。
2.扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）：SEM和TEM可以用于观察材料的形貌和尺寸。
通过这些方法，我们可以了解到制备得到的TiO2纳米材料的形状、大小以及分布情况。
3.光电子能谱（XPS）：XPS可以用于分析材料的化学组成和化学状态。
通过这种方法，我们可以确认制备得到的物质是否含有Ti、O元素，并得到它们的比例。
4.紫外-可见光谱（UV-Vis）：UV-Vis可以用于研究材料的电子结构和光学性质。
通过这种方法，我们可以得到制备得到的TiO2纳米材料的吸收边和带隙等信息。
tio2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用
TIO2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用引言随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显，染料敏化太阳能电池（D SS Cs）作为一种颇具潜力的太阳能转换技术受到了广泛关注。
而光阳极作为D SS Cs中的关键组成部分之一，对电池性能发挥着重要影响。
本文将重点介绍TI O2光阳极的制备方法及其在DS SC s中的应用。
TIO2光阳极的制备方法溶胶凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备T IO2光阳极的方法。
该方法通过控制溶胶的成分和制备条件，可以得到具有较大比表面积和优良孔结构的T I O2膜。
具体步骤如下：1.首先，将适量的钛酸四丁酯（TB OT）加入有机溶剂中，形成透明的溶胶。
2.在搅拌的同时，缓慢加入一定量的醋酸，调节溶胶的p H值。
3.继续搅拌数小时，使得溶胶中的成分充分溶解和混合。
4.然后，将溶胶进行热处理，通常采用烘箱干燥或水热法。
5.最后，经过退火处理，得到结晶完备、高质量的T IO2膜。
水热法水热法是另一种常用的制备T IO2光阳极的方法。
该方法通过利用水热条件下的高温和高压环境，促使TI O2的晶体生长，得到晶体尺寸较大的T IO2膜。
具体步骤如下：1.首先，将适量的钛酸丁酯（T B T）加入水溶液中，形成透明的溶胶。
2.在搅拌的同时，缓慢加热溶液，使其达到一定温度。
3.继续加热并保持一定压力，使溶液处于水热状态。
4.在一定时间内进行反应，促使TI O2的晶体生长。
5.最后，用冷却水迅速冷却，得到晶体尺寸较大且具有良好结晶性质的T IO2膜。
TIO2光阳极在染料敏化太阳能电池中的应用T I O2光阳极作为D SS C s的关键组成部分，对电池的光吸收、电子传输和电荷注入等过程起着重要作用。
其在染料敏化太阳能电池中的应用主要体现在以下几个方面：光吸收和光散射T I O2光阳极具有优异的光吸收和光散射特性，可以最大限度地提高光电转换效率。
由于TI O2具有较宽的带隙，可以吸收可见光和紫外光，使得光的利用率更高。
纳米TiO2的制备综述
纳米TiO2的制备综述应091-2纳米二氧化钛的制备摘要：纳米二氧化钛，亦称纳米钛白粉。
从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在100纳米以下，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。
纳米二氧化钛在生活和生产中有着不可替代的作用：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。
目前，制备纳米TiO2的方法很多，基本上可归纳为物理法和化学法。
物理法又称为机械粉碎法，对粉碎设备要求很高；化学法又可分为气相法、液相法和固相法。
关键词：纳米二氧化钛制备方法生产生活应用二氧化钛目前主要有以下几种制备方法：一：液相法1.1.溶胶-凝胶法【1】溶胶凝胶法是液相合成制备纳米TiO2的典型方法。
以化学纯的有机钛酸丁脂[Ti(OC4H9)4]为前驱体，将其溶于无水乙醇中，缓慢加水使[Ti(OC4H9)4]水解，得到稳定的TiO 凝胶。
生产中原料物质的量比n[Ti(OC4H9)4]：n[EtOH]：n[H2O]=3：4：3，制得的TiO2凝胶在100~C干燥5h后，放入马弗炉在500"C保温(灼烧)l0h，取出后自然冷却至室温，研磨后即得纳米TiO2粉体。
1.2.水解沉淀法【2】水解沉淀法制备TiO2粉体的工艺流程为：首先在自然冷却下，将TiCl4缓慢滴加到去离子水、浓盐酸水溶液、浓盐酸+硫酸铵水溶液和其他沉淀剂的水溶液中；其后在一定温度下，搅拌、回流、保温一段时间，制备出沉淀物，经冲洗、过滤、干燥；然后在不同温度条件下煅烧一段时间，获得TiO2粉体。
二：气相法：2.1.四氯化钛气相氧化法【3】此法多是以四氯化钛为原料，以氮气为载气，以氧气为氧源，在高温条件下四氯化钛和氧气发生反应生成纳米二氧化钛。
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第33卷第1期内蒙古民族大学学报（自然科学版）Vol.33No.1 2018年1月Journal of Inner Mongolia University for Nationalities Jan.2018DOI:10.14045/ki.15-1220.2018.01.005TiO2的制备方法及其应用刘建华（内蒙古民族大学化学化工学院，内蒙古通辽028043）〔摘要〕二氧化钛作为环境友好型光催化剂，受到广泛的关注.本文主要通过液相合成法和气相合成法两个方面详细的描述了TiO2的制备方法，其中液相合成法主要包括水热与溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液法和液相沉积法.气相合成法主要为磁控溅射法.此外，对二氧化钛在不同领域中的应用进行了具体的介绍.〔关键词〕TiO2；液相合成法；气相合成法；应用〔中图分类号〕TQ28〔文献标识码〕A〔文章编号〕1671-0185（2018）01-0019-04The Preparation and Application of TiO2LIU Jian-hua（College of Chemistry and Chemical Engineering，Inner Mongolia University for Nationalities，Tongliao028043，China）Abstract:TiO2has received much attention as an environment-friendly photocatalyst.Preparation methods of TiO2containing the synthesis of liquid phase and gas phaseare described.Liquid phase synthesisincluded hydrothermal，solvothermal，sol-gel，microemulsion methods and liquid phase deposition.Gas phase synthesis was mainly magne-tron sputtering.In addition，the application of TiO2in different fields is introduced.Key words:TiO2;Liquid phase synthesis;Gas phase synthesis;Application近年来，随着科学技术的进步，工业和农业迅猛发展，给人们生活带来便利的同时，也造成一定的困扰.大量污水的排放，不仅引发一系列环境问题，也让人们的饮用水没办法得到安全保证.为了解决污水排放和生活用水质量存在的问题.研究者们对绿色清洁能源材料特别感兴趣.而TiO2作为环境友好型催化剂，不仅具有良好的光敏性、无毒和稳定性好〔1〕等特点，引起广大研究者的关注.研究者主要研究了纳米颗粒、纳米棒、纳米线和纳米管在内的TiO2纳米材料的性质、制备及其在废水处理、太阳能电池和抗菌、杀菌等领域的应用.二氧化钛，俗称钛白粉，在自然界中主要以锐钛矿（anatase）、金红石（rutile）、板钛矿（brook-ite）三种晶型存在〔2〕.不同晶型的二氧化钛作用不同.锐钛矿相的二氧化钛光催化降解效果优于金红石相，能有效的降解实验室中的模拟物，如废水、甲基橙和苯酚等溶液.而二氧化钛制备方法不同，制备出的矿相不同，矿相之间的比例也会有差别.二氧化钛的制备方法有水热与溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液法、液相沉积法和磁控溅射法等.1TiO2材料的制备方法二氧化钛材料的制备方法可以分为二种：一是液相法合成；二是气相法合成.1.1液相法合成二氧化钛液相法合成是目前较常用的方法，主要使用的无机盐为钛酸丁酯、TiCi4和Ti（SO4）2等原料，原料便宜，合成方法简单，是比较经济的制备方法.液相合成方法主要包括水热与溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液法和液相沉积法.1.1.1水热与溶剂热法水热与溶剂热是指在密闭的反应容器，高压反应釜里进行，介质为水或者是其基金项目：国家自然科学基金资助项目（21561024）；内蒙古自然科学基金项目（2017BS0205）作者简介：刘建华，内蒙古民族大学化学化工学院实验员.20内蒙古民族大学学报2018年他有机溶剂，通过对反应容器的加热，制造高温、高压的条件，使原始混合物进行反应合成新化合物的方法.该方法制备的催化剂纯度比较高，晶形较佳〔3〕.但也存在一定的弊端，主要是对设备要求高，操作复杂，而且耗能大，成本偏高等〔4〕.郭国伟等人〔5〕，以工业级别的四氯化钛为钛源，采用两步反应法，该法第一步以尿素作为反应诱发剂可有效控制TiO2晶粒大小，第二步采用乙醇稀释氨水作为反应剂，控制反应速率即有效控制晶粒的生长和分散.第一步和第二步结合合成的纳米TiO2，使常用工业级水热合成方法不能较好控制纳米TiO2粒径的缺点得到了改进.此方法采用工业常用原料，操作简单，过程易控，适合工业放大.通过XRD和SEM表征，可知所制备的TiO2为锐钛矿型；粒径均匀，为20nm；经TEM表征可知，颗粒间具有一定的分离空间，具有较好的单分散度，可满足工业技术需求.1.1.2溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是人们最常用的一种制备催化剂的方法，这种方法一般是以金属醇盐为前驱体，小分子醇为溶剂（乙醇），主要反应步骤是将前驱物溶于溶剂中形成较均匀溶液，溶质与溶剂之间发生水解或醇解反应，生成溶胶，溶胶在干燥后转变为凝胶，将凝胶研磨焙烧，制备出催化剂〔6〕.杨志广等人〔7〕，以钛酸正丁酯为钛源，叔丁醇为溶剂，盐酸和冰醋酸为抑制剂，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为分散剂，采用溶胶－凝胶法制备纳米二氧化钛.制备的催化剂结构清晰、分散性好、粒径分布均匀.对目标模拟物甲基橙溶液进行降解，取20mL浓度为10mg/L的甲基橙溶液中加入20mg纳米二氧化钛，在甲基橙最大吸收波长464nm处的吸光度迅速减弱，光照40min时，降解率达到95%左右，取得了良好的光催化效果.查国君等人〔8〕，以钛酸四丁酯为原料，常温下采用溶胶-凝胶法制得了纳米二氧化钛粉末，实验中对其制备影响因素进行了研究探讨.实验结果表明：水和钛酸丁酯的摩尔比为3:1；冰醋酸与钛酸丁酯的摩尔比为0.5:1；无水乙醇与钛酸丁酯的摩尔比为20:1，pH取2～3时凝胶时间达到最佳值.纳米TiO2在紫外光下对甲基橙溶液降解.在二氧化钛投入量为1.5g/L，甲基橙溶液的浓度为10mg/L，光照4h后甲基橙的降解率可达到92.9%，此时二氧化钛降解率最高.1.1.3微乳液法微乳法可以说是一个热力学稳定体系，是由表面活性剂、助表面活性剂（醇类）、油（碳氢化合物）和水（或电解质溶液）组成的透明的、各向同性的体系〔9〕.张兵兵等人〔10〕，以硫酸法钛白粉生产的中间产物偏钛酸为原料，采用微乳法制备纳米二氧化钛粉体.研究结果表明：颗粒粒径受表面活性剂加入量、沉淀剂加入量的影响，采用透射电镜对颗粒的形貌进行表征，及X射线衍射仪对制备颗粒的晶相成分进行分析.通过分析得出：制备的二氧化钛粉体晶型良好，粉体颗粒分布均匀，粒径为20～60nm.1.1.4液相沉积法液相沉积法是以无机钛盐作原料，通过直接沉积来制备功能TiO2粉体和薄膜的液相法〔11〕.1.2气相法合成二氧化钛纳米材料的气相合成法主要常用的是磁控溅射法.在电场作用下，利用高能粒子轰击产生的动量交换，与目标靶材上的原子撞击，并电离产生出高能离子与电子，新的高能电子飞向基片，而高能离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射，被溅射出的原子流以一定的方向射向衬底，凝聚成镀层，从而实现膜材料在衬底上的沉积〔12〕.采用磁控溅射方法制备的薄膜材料，薄膜与基片的附着力强并且薄膜均匀；该制备薄膜工艺稳定、靶材可以保持较长寿命，并且容易控制薄膜厚度，可适用于大面积镀膜〔13〕.2二氧化钛的性质及其应用由于二氧化钛光催化剂本身具有良好的化学稳定性、光稳定性以及耐化学腐蚀等性质，使其在制备氢气、太阳能电池、废水处理和抗菌、杀菌等领域有着广泛的应用前景，其市场规模也在不断扩大.2.1在制备氢气方面的应用自1972年Fujishima和Honda首次发现在半导体二氧化钛单晶电极上，在太阳光照射下，水可以分解制备氢气，开始了用纳米二氧化钛晶体作为光催化剂分解水制备氢气和氧气的研究〔14-15〕.此方法无毒无害，又能有效利用太阳能，节约其它能源，因此成为一种有效制得氢气的方法〔16〕.2.2在太阳能电池方面的应用第1期刘建华：TiO2的制备方法及其应用21随着二氧化钛制取氢气的发现，二氧化钛作为太阳能电池的电极材料也渐渐被人们展开研究.胡嘉清等人〔17〕，运用连续吸附反应法和化学腐蚀-沉积法，用ZnO/FTO多孔纳米片为模板，制备TiO2/FTO多孔纳米片.研究了吸附次数对形貌、光散射性能和染料敏化太阳电池性能的影响.当最佳吸附次数为30，得出的太阳能电池的效率为5.57%，短路电流密度J sc为9.26mA·cm-2，开路电压V oc为0.835V，填充因子FF 为72.04%.这个效率略高于P25（5.32%），但是远高于ZnO（2.41%）.2.3在废水处理方面的应用工业和农业的迅速发展，给环境带来了一定的负面影响，其中包括废水、污水的排放.二氧化钛利用自身优势，即光催化降解性能，有效的降解废水中的污染成分.胡小龙等人〔18〕，利用苯酚这种较难处理的有毒有机污染物作为降解对象.以TiOSO4为钛源，尿素为沉淀剂，沸石为载体，采用均匀沉淀法制备纳米TiO2/沸石复合材料，降解苯酚溶液.研究了不同条件下，如TiO2负载量、煅烧温度以及重复使用情况对复合材料的光催化降解苯酚性能的影响.实验结果表明：在300W紫外灯下照射3.5h，当TiO2负载量为30%、煅烧温度为650℃时，纳米TiO2/沸石复合材料降解20mg/L苯酚溶液的光催化降解率达到91.6%；重复使用5次该催化剂对苯酚溶液降解率仍可达到85%，光催化降解效果比较好.徐晓等人〔19〕，取海产品深加工废水在实验室中进行实验，利用制备的纳米TiO2为光催化剂，在紫外光照射下对深海加工废水降解，考察了以下几个条件对催化降解效果的影响，催化剂用量、溶液pH、氨氮初始浓度、化学需氧量（COD）初始浓度、光照时间等.研究结果表明：纳米TiO2光催化剂能够有效降解海产品深加工废水中的氨氮和COD等污染物.在紫外光照射3h，TiO2添加量为0.9g/L、氨氮初始浓度为80mg/L、COD初始浓度为300mg/L、溶液pH调为9时，降解效果最好，氨氮和COD的去除率分别可达69.76%和73.33%.在最近几年的大量实验中研究表明，利用二氧化钛光催化剂氧化处理污水能耗低、没有二次污染、稳定且易回收.可将大多数有机氯化物及多种杀虫剂、表面活性剂、致色基团等彻底矿化为CO2、HCl和水等无毒产物，达到去污、脱色等目的，从而解决水污染问题〔20〕.2.4在抗菌、杀菌方面的应用1985年，日本的Tadashi Matsunaga等人，首先发现TiO2在紫外光照射下有杀菌作用〔21〕.而纳米二氧化钛又具有可见光透过性好、紫外光吸收性能强、表面催化活性较高等特点，是理想的无机抗菌材料〔22-24〕.杨静等人〔25〕，以钛酸四丁酯和NaY沸石为原料，通过浸渍、焙烧等工序制备出TiO2/NaY复合材料，经X射线粉末衍射和透射电镜表征，在NaY沸石表面上形成了尺寸均匀、粒径为4~8nm二氧化钛粒子.在紫外光照射下，用制备的催化剂可以将大肠杆菌完全氧化分解，有效的起到抗菌作用.马超等人〔26〕，采用水热合成法制备掺铜二氧化钛（TiO2&Cu）纳米材料，利用催化动力学法测定该材料Cu2+溶出率，以亚甲蓝为测定其光催化活性，目标物为金黄色葡萄球菌，研究在紫外光和暗光条件下TiO2&Cu纳米材料的抗菌性能.当TiO2&Cu纳米材料Cu2+溶出率最大值为72.36%，在自然光和紫外灯光照下对亚甲蓝光催化降解率分别为95.06%和85.08%，光照下TiO2&Cu材料质量浓度达到10mg/mL，与细菌共培养90min后，抑菌率可达94%.当铜含量为0.2%时，采用冷冻干燥法制备的TiO2&Cu材料具有良好的光催化活性，在暗光和紫外光照下均具有一定的抗菌性能. 3总结近年来通过对纳米材二氧化钛材料制备方法的改进，使得它的光催化效率也得到一定的提高，但是要想实现工业化还需要科研人员的继续努力.TiO2的应用前景不容小觑，期待它能带给人们一个全新的，干净的生活环境.参考文献〔1〕陈全亮，彤丽格，刘怡伶，等.MoS2/TiO2复合材料的制备及其光催化降解染料的研究〔J〕.西南民族大学学报（自然科学版），2017，43（1）:26-32.〔2〕陈琳，杨苏东，王传义，等.二氧化钛光催化材料及其改性技术研究进展〔J〕.离子交换与吸附，2013，29（1）: 86-96.22内蒙古民族大学学报2018年〔3〕Guerin S.Electrochemical behaviour of electrodeposited nanostructured Palladium+Platinum films in2M H2SO4〔J〕.Eleetrochemistry 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