纳米二氧化钛研究现状
2024年二氧化钛纳米材料市场前景分析

2024年二氧化钛纳米材料市场前景分析摘要本文旨在对二氧化钛纳米材料市场的前景进行分析。
首先,我们将介绍二氧化钛纳米材料的概念和特性。
然后,我们将探讨二氧化钛纳米材料在各个行业中的应用现状,并结合市场数据分析了二氧化钛纳米材料市场的发展趋势和前景。
最后,我们会提出一些建议,以帮助企业和投资者在二氧化钛纳米材料市场中获得更好的发展机会。
导言二氧化钛纳米材料是一种具有纳米级粒径的二氧化钛颗粒。
由于其高比表面积、优异的光催化性能和化学稳定性等特性,二氧化钛纳米材料在许多领域中得到了广泛的应用。
二氧化钛纳米材料的应用现状紫外线防护产品由于二氧化钛纳米材料具有优异的光蓄敏性能,被广泛应用于紫外线防护产品中,如防晒霜、太阳镜等。
随着人们对皮肤保护的意识提高,二氧化钛纳米材料在防晒产品市场中的需求将继续增长。
环境污染治理二氧化钛纳米材料在环境污染治理中也有很大的应用潜力。
它可以通过光催化反应降解有害气体和有机污染物,净化空气和水源。
随着环境污染问题的日益突出,二氧化钛纳米材料在环保市场中的需求将持续增长。
新能源领域二氧化钛纳米材料也被广泛应用于新能源领域。
其在光电转换和储能方面的性能出色,被用于太阳能电池和锂离子电池等设备中。
随着可再生能源的发展和电动车市场的快速增长,二氧化钛纳米材料在新能源领域的市场需求将大幅增加。
二氧化钛纳米材料市场的发展趋势和前景根据市场研究数据显示,二氧化钛纳米材料市场在过去几年中保持了稳定的增长态势,并预计未来几年内将继续保持良好的发展态势。
以下是几个值得关注的趋势和前景:1.技术创新推动市场增长:二氧化钛纳米材料的研发和应用领域不断拓展,技术创新将推动市场的持续增长。
2.市场需求增加:紫外线防护产品、环境污染治理和新能源领域的需求不断增加,将为二氧化钛纳米材料市场提供更多的市场机会。
3.政策支持促进市场发展:政府对环境保护和新能源领域的支持政策将进一步促进二氧化钛纳米材料市场的发展。
黑色二氧化钛纳米材料研究进展

黑色二氧化钛纳米材料研究进展黑色二氧化钛纳米材料是一种新型的纳米材料,由于其独特的物理、化学和光学性质,近年来备受。
本文将概述黑色二氧化钛纳米材料的制备方法、性能研究及其应用前景,并探讨当前研究的不足和未来需要进一步解决的问题。
黑色二氧化钛纳米材料的制备方法主要有化学气相沉积、液相合成和物理气相沉积等。
其中,化学气相沉积法是通过引入气态反应剂,使反应在催化剂表面进行,从而生成纳米材料。
液相合成法是将钛源、氧源和碳源等混合在溶剂中,通过控制反应条件合成出黑色二氧化钛纳米材料。
物理气相沉积法则是将钛源和氧源在高温下蒸发,然后在低温区快速冷凝,生成黑色二氧化钛纳米材料。
黑色二氧化钛纳米材料的性能主要包括物理性能、化学性能和光学性能。
物理性能方面,黑色二氧化钛纳米材料具有高比表面积、高透光性和良好的热稳定性等。
化学性能方面,黑色二氧化钛纳米材料具有优异的耐酸碱性和化学稳定性,能在广泛的环境条件下保持稳定。
光学性能方面,黑色二氧化钛纳米材料具有宽广的可见光透过范围和良好的紫外线屏蔽性能。
由于黑色二氧化钛纳米材料具有优异的性能,其在众多领域都具有广泛的应用前景。
例如,在光催化领域,黑色二氧化钛纳米材料可以用于降解有机污染物和杀菌消毒。
在太阳能电池领域,黑色二氧化钛纳米材料可以作为透明电极材料,提高太阳能电池的光电转化效率。
在涂料领域,黑色二氧化钛纳米材料可以用于制造高效能涂料,提高涂料的防晒、耐污和耐候性能。
黑色二氧化钛纳米材料作为一种新型的纳米材料,具有优异的物理、化学和光学性能,使其在众多领域具有广泛的应用前景。
然而,目前关于黑色二氧化钛纳米材料的研究仍存在不足之处,例如其制备方法尚需进一步优化以提高产量和纯度,同时其应用领域也需要进一步拓展。
未来,研究人员需要进一步解决这些问题,同时深入研究黑色二氧化钛纳米材料的潜在应用价值,为其在更多领域的应用奠定基础。
合成纳米二氧化钛的方法很多,主要包括物理法、化学法以及生物法。
2024年二氧化钛纳米材料市场规模分析

2024年二氧化钛纳米材料市场规模分析引言二氧化钛纳米材料是一种独特的纳米材料,具有广泛的应用前景。
本文将对二氧化钛纳米材料市场规模进行详细的分析和探讨。
市场概述二氧化钛纳米材料是指颗粒尺寸在1到100纳米范围内的二氧化钛材料。
近年来,随着纳米技术的不断发展和应用的广泛推广,二氧化钛纳米材料市场呈现出快速增长的趋势。
市场驱动因素1. 应用领域的扩展二氧化钛纳米材料在多个领域都有广泛的应用,包括医疗、环保、光电等。
特殊的纳米尺寸和较大的比表面积使得二氧化钛纳米材料能够展现出一系列的优异性能,例如抗菌、催化和光催化等。
这些应用领域的扩展为市场提供了更多的机遇和需求。
2. 技术进步的推动纳米技术的快速发展和成熟,为二氧化钛纳米材料的生产和应用提供了更多的可能性。
新的材料合成方法和工艺的出现,使得二氧化钛纳米材料的制备更加高效和可控。
这些技术进步推动了市场规模的不断扩大。
市场分析1. 市场规模根据市场调研数据显示,二氧化钛纳米材料市场规模持续增长。
预计在未来几年内,市场规模将在稳定增长的基础上进一步扩大。
2. 应用领域分析2.1 医疗领域二氧化钛纳米材料在医疗领域有着广泛的应用,例如用于药物传递和抗菌等。
随着人们对健康的关注度不断提高,医疗领域对二氧化钛纳米材料的需求也在不断增加。
2.2 环保领域二氧化钛纳米材料在环保领域有着重要的应用,例如光催化降解有机污染物和自净功能等。
随着环境污染问题的日益严重,对环保材料的需求也在不断增加,从而推动了二氧化钛纳米材料市场的发展。
2.3 光电领域二氧化钛纳米材料在光电领域有着广泛的应用,例如太阳能电池、光触发催化等。
随着可再生能源的重要性的增加和对新能源的研究与开发不断深入,光电领域对二氧化钛纳米材料的需求也在不断提高。
市场竞争态势目前,二氧化钛纳米材料市场竞争较为激烈,主要的竞争企业包括A公司、B公司和C公司等。
这些企业通过不断的技术创新和产品升级来提高自身竞争力,并在市场上争夺更多的份额。
纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展

纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展摘要:纳米二氧化钛作为一种重要的功能性材料,在光催化、电池、光电器件等领域具有广泛的应用潜力。
本文对纳米二氧化钛的制备方法进行了综述,并探讨了其在不同应用领域的研究进展。
主要包括溶胶-凝胶法、水热法、气相法等一系列制备方法及其优缺点,以及纳米二氧化钛在光催化、电池和光电器件等领域的应用前景。
最后,总结了现有研究中存在的问题,并展望了未来纳米二氧化钛在各个领域的发展趋势。
1. 引言纳米二氧化钛作为一种重要的半导体材料,因其独特的物理、化学性质而受到广泛关注。
其具有高比表面积、优异的光电催化性能、良好的化学稳定性、可控的光吸收能力等特点,使其在光催化、电池、光电器件等领域有着广泛的应用潜力。
在实际应用中,纳米二氧化钛的功能和性能往往与其结构和制备方法密切相关。
因此,研究纳米二氧化钛的制备方法及其应用是目前材料科学和化学领域的热点之一。
2. 纳米二氧化钛的制备方法2.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的纳米二氧化钛制备方法。
该方法通过将金属前驱物溶解在有机或无机溶剂中,生成溶胶,然后通过控制溶胶的凝胶过程,形成纳米二氧化钛颗粒。
由于溶胶-凝胶法制备过程相对简单、可控性强,使得纳米二氧化钛的晶粒尺寸和形貌可以通过控制溶胶的成分、浓度、PH值等条件来调节。
然而,溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛的缺点是制备周期长,需要较高温度和长时间的热处理。
2.2 水热法水热法是一种采用高温高压水作为反应介质,将金属前体转化为纳米二氧化钛的制备方法。
水热法可以在相对较低的温度下制备出高度结晶的纳米二氧化钛颗粒,其晶形和晶面可通过调节反应温度和时间来控制。
由于水热法制备过程相对简单,且无需添加昂贵的添加剂,因此被广泛应用于纳米二氧化钛的制备。
2.3 气相法气相法是指将气体或气态前体转化为纳米二氧化钛的制备方法。
传统的气相法将有机金属化合物蒸汽通过热分解或水解,控制反应条件,形成纳米二氧化钛颗粒。
2023年二氧化钛纳米材料行业市场调研报告

2023年二氧化钛纳米材料行业市场调研报告二氧化钛纳米材料是一种重要的功能材料,在许多领域都有着广泛的应用,包括光催化、电子、生物医学和能源等领域。
本文通过市场调研,探讨了二氧化钛纳米材料行业的市场现状和发展趋势。
1. 行业概述二氧化钛纳米材料是一种具有纳米尺寸的二氧化钛粉末,其直径通常在10-100纳米范围内。
与传统的二氧化钛材料相比,纳米材料具有更高的比表面积和更好的光吸收性能,从而实现更好的催化和光电转换效率。
目前,二氧化钛纳米材料已经广泛应用于光催化、电子、生物医学和能源等领域。
2. 市场现状目前,全球二氧化钛纳米材料市场规模正在快速增长。
据市场研究机构NanoMarkets的数据显示,在2019年全球二氧化钛纳米材料市场规模已经达到了20亿美元,预计到2024年将达到30亿美元以上。
其中,亚太地区的市场需求最为强劲,占全球市场份额的40%以上。
在应用领域方面,光催化是二氧化钛纳米材料的主要应用之一。
光催化可以通过使用二氧化钛纳米材料吸收光能,从而将有害的有机物和氮氧化物转化为无害的水和气体。
此外,二氧化钛纳米材料还可以应用于电子和能源领域。
在电子领域,二氧化钛纳米材料可以在电阻、电容、电感、电池和太阳能电池等方面提供更好的性能。
在能源领域,二氧化钛纳米材料可以用于制造双层电容器和锂离子电池等。
3. 发展趋势二氧化钛纳米材料行业的未来发展趋势非常明朗。
首先,在光催化市场方面,目前已经有不少应用二氧化钛纳米材料的产品进入市场,例如空气净化器、水处理设备等。
未来,随着科技的不断进步和人们环境保护意识的提高,光催化产品的市场需求将会不断增加。
其次,在电子和能源领域,二氧化钛纳米材料的广泛应用和未来的技术创新将会推动该市场的快速发展。
例如在太阳能电池领域,使用二氧化钛纳米材料来制造光电转化界面可以提高太阳能电池的效率,从而提高整个太阳能电池市场的竞争力。
总之,随着全球工业的不断发展和环境污染问题的日益加剧,二氧化钛纳米材料行业将会迎来更广阔的发展空间和商机。
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
二氧化钛的现状及未来五至十年发展前景

二氧化钛的现状及未来五至十年发展前景二氧化钛是一种重要的功能性材料,具有广泛的应用领域。
本文将从现状和未来五至十年的发展前景两个方面来探讨二氧化钛的发展趋势。
首先,我们来了解二氧化钛的现状。
目前,二氧化钛主要应用于光催化、染料敏化太阳能电池、光学涂层、自清洁表面涂层、防紫外线材料等领域。
其中,光催化是二氧化钛应用最为广泛的领域之一。
二氧化钛能够通过光催化反应将有毒有害物质转化为无害物质,具有很大的环保潜力。
此外,二氧化钛还可以用于制备光催化剂,催化有机合成反应,提高反应效率。
另外,二氧化钛在电池、传感器、电解池等领域也有着广阔的应用前景。
然而,二氧化钛的发展还面临一些挑战。
首先,二氧化钛的纯化和制备技术还需要进一步提高,以满足不同应用领域的需求。
其次,二氧化钛的光催化性能和稳定性还有待改进,以提高其在环境治理和能源领域的应用效果。
此外,二氧化钛还存在一定的毒性和生物相容性问题,需要进行更多的研究和改进。
然而,尽管面临一些挑战,二氧化钛在未来五至十年的发展前景仍然十分广阔。
首先,随着环境保护需求的增加,二氧化钛作为一种环境友好材料将会得到更多的应用。
其次,二氧化钛在能源领域的应用也将得到进一步发展。
例如,二氧化钛被广泛应用于太阳能电池中,可以提高电池的光电转换效率。
另外,随着纳米技术的发展,二氧化钛纳米材料的研究和应用将会得到进一步提升,为二氧化钛的性能改进提供更多可能。
此外,二氧化钛的应用还将延伸到更多领域。
例如,二氧化钛在医疗、食品安全等领域的应用也将得到拓展。
二氧化钛具有抗菌、防腐等特性,可以用于制备医疗器械、食品包装等,并起到杀菌、防腐的作用。
综上所述,二氧化钛作为一种重要的功能性材料,在现状中已经得到广泛应用,并具有良好的发展前景。
未来五至十年,随着技术的进一步发展和研究的深入,二氧化钛的性能将会得到改进和优化,应用领域将会进一步扩大。
我们对二氧化钛的未来发展充满期待,并相信它将会在各个领域发挥出更大的作用。
2024年二氧化钛纳米材料市场需求分析

2024年二氧化钛纳米材料市场需求分析简介二氧化钛纳米材料是一种具有很高潜力的新型纳米材料,广泛应用于多个领域,如光电子、催化剂、涂料等。
本文将对二氧化钛纳米材料市场的需求进行分析,并探讨其未来发展趋势。
市场规模及增长趋势二氧化钛纳米材料市场在过去几年间取得了快速增长。
根据市场研究,预计在接下来的几年内,市场规模将继续扩大。
这主要是由于二氧化钛纳米材料在许多领域的独特性能和广泛应用。
应用领域分析光电子二氧化钛纳米材料在光电子领域有着重要的应用。
其具有良好的光吸收和光发射性能,可用于制造高效太阳能电池和光电传感器。
随着可再生能源的需求不断增长,预计光电子领域对二氧化钛纳米材料的需求也将大幅增加。
由于其活性和选择性较好,二氧化钛纳米材料在催化剂领域有着广泛的应用前景。
它可以用作甲烷转化、催化剂载体和光催化剂等方面。
随着工业生产的不断发展,催化剂市场的需求也将不断增长,这将进一步推动二氧化钛纳米材料的市场需求。
涂料二氧化钛纳米材料在涂料领域有着重要的应用。
由于其高度透明和抗紫外线能力,二氧化钛纳米材料可以用于制造高性能防晒涂料、耐候性涂料等。
随着人们对环境友好和高性能涂料的需求不断增加,预计涂料领域对二氧化钛纳米材料的需求也将增长。
市场驱动因素新能源需求二氧化钛纳米材料广泛应用于光电子领域,特别是太阳能电池。
随着可再生能源需求的增加,太阳能电池市场的规模也在扩大,这将进一步推动二氧化钛纳米材料市场的增长。
工业发展二氧化钛纳米材料在催化剂领域具有广泛的应用前景,包括甲烷转化等。
随着工业生产的不断发展,对催化剂的需求也在增加,这将直接促进二氧化钛纳米材料市场的增长。
由于二氧化钛纳米材料具有高度透明和抗紫外线能力,其在涂料领域的应用也将持续增长。
人们对环境友好和高性能涂料的需求不断增加,这将推动二氧化钛纳米材料市场的发展。
挑战和机遇挑战尽管二氧化钛纳米材料市场前景广阔,但仍面临一些挑战。
首先,其高成本限制了其在一些领域的广泛应用。
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纳米二氧化钛研究现状论文导读:综述了纳米TiO2的特性,包括纳米级TiO2常见的三种结构,化学稳定性及热稳定性等方面性质。
重点综述了纳米TiO2常见制备方法,包括气相法、液相法。
并讨论了液相法和气相法合成纳米级TiO2粉体的优缺点。
关键词:纳米TiO2,气相法,液相法0.前言二十世纪纳米技术兴起并迅速发展,由于纳米材料的独特性质使它在科学技术领域占据重要地位。
我们把粉体粒径小于100nm的粉体称作纳米粉体。
纳米粉体具有宏观块材所没有的奇特性质,如量子尺寸效应,宏观隧道效应等。
这些奇特的性质决定了纳米粉体的广阔运用前景。
纳米粉体中纳米TiO2粉体目前在能源、化工、冶金、半导体材料、光催化材料、太阳能的储存与利用、光化学转换、精细陶瓷等方面得到广泛应用,所以合成纳米TiO2已经成为人们广泛关注的热点。
纳米TiO2的制备方法有气相法、液相法。
此两种方法各有其优缺点。
气相法制备的TiO2纳米粒径小,单分散性好但能耗大,成本较高。
与气相法相比液相法制备纳米TiO2方法简单、易操作、成本低,但制备的TiO2纳米形貌不易控制。
本文综述了近年来制备纳米TiO2的常见方法,客观的分析和评价了各种方法的优缺点。
1.纳米TiO2的性能纳米TiO2有白色和透明状的两种颗粒,常见的TiO2粉体有金红石、锐钛矿、板钛矿等3种晶型。
其中金红石和锐钛矿是四方晶系,板钛矿是正交晶系。
纳米TiO2化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水和稀酸,在一定条件下微溶于碱和热硝酸,纳TiO2热稳定性也比较好。
纳米TiO2的一个显著特点是他具有半导体性质,它的禁带宽度较宽,其中锐钛矿为3.2eV,金红石为3.0eV,当吸收一定波长的光子后价带中的电子就会被激发到导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+。
2. 纳米TiO2的制备方法2.1 气相法2.1.1 气相氢氧焰水解法该法[1]是以精制的氢气、空气、氯化物(TiCl4)蒸气为原料。
免费论文。
按一定的配比放进水解炉进行高温水解,水解温度一般控制在1800℃,氢气与氧气在高温下反应生成气态水,气态水与TiC14 在高温下反应生成TiO2 一次颗粒,这些生成的一次颗粒烧结后变成TiO2 纳米粒子。
其化学反应式为:TiCl4(g) + H2(g)+ O2(g) TiO2(s)+ HC1(g);气相氢氧焰水解法制备纳米TiO2的反应机理为:氧化反应:H2 + O2H2O;TiCl4的水解反应:TiCl4 + H2OTiO2 + HCl;TiCl4 + O2TiO2 + C;一次氧量的控制对TiO2颗粒的晶形有显著影响。
如一次氧含量较高时,金红石的含量很低,锐钛的含量较高;一次氧气含量较低时则相反。
此外晶格的缺陷浓度,氢气的体积浓度也会影响TiO2的晶体结构。
该工艺生产纳米TiO2得到的纳米度极高,缺点是工艺复杂条件不容易控制。
2.1.2 气相氧化法气相氧化法[2]以O2、TiCl4、N2(载气)为原料,在制备过程中一部分氮气携带经过高温预热的TiCl4蒸汽进入反应器,还有一部分氮气进入反应器尾部,一方面作为冷却气体,另一方面防止生成的TiO2粒子凝并,接着将经过预热的氧气喷进反应器,直接进行氧化还原反应得到TiO2金红石型粒子。
程易[3]等通过火焰反应器的重新设计实现以TiCl4为原料,高温气相氧化法制备纳米TiO2粒子,通过载气流量的控制,以及燃气流量的控制制备了粒径在20-80nm的TiO2粒子。
气相氧化法的原料易得、产品粒度细、单个颗粒分散性好。
但制备工艺复杂,不容易控制。
2.2 液相法2.2.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备TiO2一种常用的方法。
该方法[4,5,6]主要是通过化学手段来控制材料的显微结构来制备TiO2粉体,在制备过程中需要严格控制PH值、反应物浓度、反应温度等条件,使生成均一的溶胶,然后经过恒温箱干燥得到干凝胶,最后在马弗炉中灼烧得到成品。
反应机理为:水解反应:Ti(OR)4 + xH2OTi(OR)(4-x)(OH)x + xROHTi(OH)4;缩聚反应:TiOH + HOTiTiOTi + H2O(失水缩聚);TiOR+ HOTi TiOTi + ROH(失醇反应);溶剂化反应:Ti(OR)4 + yR`OHTi(OR)(4-y)(OR`)y+yROH;吴孟强[7]等以钛酸四丁酯和三乙醇胺为主要原料,按照摩尔比为1:2制成均匀溶液,将溶液置于100℃密闭的硬质耐热玻璃容器中热处理8-小时,获得无色透明的凝胶,再转入水热压力反应釜中,在140~150℃陈化48~72 h生成TiO2粉体。
沈伟韧[8]等以钛酸四丁酯、无水乙醇、蒸馏水为原料、以钛酸四丁酯℃水℃无水乙醇= 1℃3℃30的摩尔比制备溶胶,将所得的溶胶倒入玻璃皿内,在室温下保存,陈化数日,直至生成凝胶,将用无水乙醇洗过的凝胶置于高压釜中反应,在反应过程通入CO2并控制温度、压力得到TiO2气凝胶,最后在500℃煅烧2h就可得到白色TiO2粉体。
Zhang Ming, Y. Bando, K. Wada[9]采用溶胶凝胶模版法制备TiO2纳米管,纳米棒,首先将异丙氧化钛溶解在乙醇溶液中,产生含钛离子的溶液,再制备一定摩尔比的乙醇、水、乙酰丙酮混合溶液,在室温下将这溶液缓慢添加到含钛离子溶液中,从而形成TiO2溶胶,再将阳极氧化铝模版薄膜添加到这种溶胶中,在室温下干燥一天,最后在400℃灼烧一天得到阳极氧化铝孔TiO2的纳米管和纳米棒。
溶胶凝胶制备法纳米TiO2的优点是制备温度低、设备简单、产品活性高、粒径小、分布均匀,故特别适于制备非晶体。
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但成本较高。
2.2.2 金属醇盐水解法钛醇盐水解法[10,11,]制备纳米TiO2首先将钛醇盐水解得到均相溶胶,关键要控制好钛纯盐的水解程度,再向溶胶中加入催化剂或螯合剂通过缩聚反应使形成凝胶,最后除去有机物、水及酸根后进行干燥、煅烧得到TiO2粉体。
在制备过程中注意反应物浓度的控制或加入分散剂可得到分散性好的TiO2纳米颗粒。
金属醇盐水解法制备TiO2粒子的基本原理为:TiCl4 与无水乙醇反应生成钛纯盐,钛纯盐再水解形成TiO2溶胶,经洗涤、热处理后得到TiO2 纳米粒子。
尚静[13]等利用金属醇盐水解法制备了不同晶形的纳米TiO2粒子。
纳米TiO2晶体结构随温度变化而变化,变化基本规律为随温度的上升由锐钛矿结构向金红石结构变化。
如在320℃热处理后可得到粉末为锐钛矿结构而且结晶较好,在550℃热处理时主要为锐钛矿结构,同时又出现少量金红石结构,而在700℃热处理时粉末已基本转换为金红石结构。
赵文宽[14]等人以钛酸四丁酯,甲苯为原料采用高温水解法制备了纳米TiO2颗粒,首先将甲苯稀释的钛酸四丁酯放入高压釜中,并加入足够的水,使温度升到200-300℃反应2-4h,将产物洗涤,干燥后可得到TiO2纳米粉体。
此方法得到的纳米TiO2粉体在高温时都保持单一的锐钛矿型结构。
利用金属醇盐水解制备TiO2纳米颗粒单分散性好、纯度高。
但工艺流程长、耗能大所以成本高。
2.2.3 均匀沉淀法均匀沉淀法[15]最大特点是使沉淀剂缓慢生成,使沉淀剂不立刻与沉淀组分反应。
这样避免了局部浓度过高使沉淀含杂质。
在制备TiO2粉体中常用的均匀沉淀剂为尿素等。
以硫酸氧钛为前驱物,以尿素为沉淀剂制备纳米二氧化钛的反应原理为:尿素的水解反应:CO(NH2)2+ H2O NH3H2O+ CO2 ηuarr;;氨水电离:NH3H2O NH4++ OH-;生成TiO(OH) 2 沉淀:TiO2+ OH - TiO(OH)2ηdarr;;偏钛酸煅烧得到TiO2 :TiO(OH)2TiO2 + H2O;胡晓力[16]等人用尿素作为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了纳米TiO2并探讨了偏钛酸沉淀颗粒粒径的影响因素。
得出偏钛酸一次颗粒粒径的主要影响因素是加水量,随着水量的增加,粒径也不断增加,其次尿素的加入量也对粒径产生影响,与水的作用效果刚好相反。
均匀沉淀法合成纳米TiO2纯度高、粒径小,粒度均匀。
而且具有合成工艺简单,成本低等优点。
2.2.4 直接沉淀法直接沉淀法制备纳米TiO2的原理是在一定条件向含钛溶液中加入沉淀剂,于是生成沉淀析出,将沉淀物洗涤、干燥后再热处理可得到纳米TiO2粒子。
其反应机理为:TiOSO4 + NH3H2OTiO(OH)2 + (NH4)2SO4;TiO(OH)2 TiO2(s)+ H2;胡日博[17]采用直接沉淀法以偏钛酸、硫酸、氨水、十二烷基苯磺酸钠和乙烯醚为原料制备纳米TiO2。
在制备过程中不仅考虑温度和硫酸对纳米TiO2的影响,主要是考虑引入分散剂(十二烷基苯磺酸钠和乙烯醚),从而优化了直接沉淀法制备纳米TiO2的工艺。
直接沉淀法操作简单易行、成本低、对设备、技术要求不严。
缺点是容易引人杂质。
而且粒度分布较宽。
2.2.5 水热合成法水热法[18,19]是指在高压反应釜内,以水溶液作为反应介质,水不仅作为一种化学组分参加反应,同时又是溶剂、矿化剂、压力传递介质。
在高温、高压环境里使前驱物在水热介质中溶解、成核、生长、形成晶粒,再将所获得的晶粒洗涤,干燥即可得到纳米级Ti02粉体。
水热法制备过程中首先制备钛的氢氧化物凝胶,通常以四氯化钛与氨水或钛醇盐与水反应制备,然后将所得的凝胶转入高压釜中反应即可生成纳米TiO2。
胡伟华[20]采用分析纯TiCl4为原料,取一定量的TiCl4溶液加入一定量(一般10倍TiCl4量)去离子水形成乳浊液,在搅拌过程中加一定量浓硫酸。
将所得胶液放入130℃高压釜中反应24h后取出,再用去离子水和乙醇洗涤,80℃烘干即得纳米TiO2。
Wang Zhifeng, YamadaShuhei, Zhang Ming, Hisao Kanzaki, Kohji Yoshinaga[21]采用水热法从高钛氧酸中制备TiO2,在制备过程中添加具有羧基和羟基的聚合物,另外还添加凝结剂PVA,严格控制PH、PVA的量和分子量可以控制结晶晶粒大小,从而得到粒度分布窄的TiO2粒子。
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黄晖[22]等人以Ti(SO4)2,尿素为原料。
把尿素按照一定摩尔比加入到Ti(SO4)2溶液中,等形成均一溶液后再转入温度为140-200℃、压力为2.3~5.2MPa高压釜中反应6-8h。
再将所得产物洗涤、过滤、80℃干燥8h即可得到产物。
水热法制备TiO2粉体所制得的纳米颗粒分散性好、粒度小、粒度分布均匀。
但是水热法制备纳米粉体以难以制得的中间产物作为前驱物,所以生产成本较高、工艺复杂、对设备要求苛刻。
2.2.6 W /O微乳法W/O微乳法可制备单分散的纳米TiO2。
W/O微乳液是由水、油和表面活性剂组成的热力学稳定体系,其中水被表面活性剂单层包裹形成微水池,均匀分散于油相中。