纳米TiO2薄膜制备方法的研究进展
国内纳米二氧化钛制备的进展
2012年第14期广东化工第39卷总第238期 · 93 · 国内纳米二氧化钛制备的研究进展陈杰山(湖南化工职业技术学院，湖南株洲 412004)[摘要]纳米二氧化钛由于其许多优异的性质而显示出日益广阔的应用前景，纳米二氧化钛的制备因此成为研究的热点之一。
主要对我国在纳米TiO2粉体、纳米TiO2薄膜、一维纳米TiO2及其阵列的制备研究工作进行了综述，指出了当前在制备研究方面存在的不足，展望了今后的主要研究方向。
[关键词]纳米TiO2；制备方法；工艺条件；光催化活性[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)14-0093-03Home Advances in Study on Preparing Nanosized Titanium DioxideChen Jieshan(Hunan Professional College of Chemical Technology, Zhuzhou 412004, China)Abstract：Nano-TiO2 is showing wider and wider future for its application because of many fine qualities, so the preparation of nano-TiO2 has become one of the popularities in research. The home preparation research mainly including nano-TiO2 powder, nano-TiO2 film, one-dimensioned nano-TiO2 and their arrays is summarized, thus the present shorts in research of the preparation are pointed out, and the main orientations of future research are forecast.Keywords：nano-TiO2；preparation method；technological condition；photocatalytic activity纳米二氧化钛因为具有一系列优良的性能(如颜色效应、光催化活性、对紫外线的屏蔽、化学稳定性等)、可以广泛应用于诸多领域(如水处理、化工、太阳能电池、颜料和涂料、化妆品、纺织、食品、环保等)而备受青睐，从一开始就成为纳米材料领域的研究热点之一。
防雾、自清洁玻璃表面纳米TiO2薄膜的研究进展
出降低接 触 角 、 高光敏 性 、 加保 持 时 间是 开发 防 雾、 提 增 自清洁玻 璃 实 用产 品的 关键 ， 着重 综述 了
这 方 面的研 究进展 ， 剖析 了各 因素的作 用原理 。
关键词 ： 纳米 ＴＯ：薄膜； ｉ ； 超亲抽 ｝； 生 接触角
纳 米 ＴＯ 是研究 较 多 的纳 米材 料 之一 ， 具有 ｉ 它
品、 半导体 电池等众
多领 域具有 广 泛的应 用前 景 。近年来 的研 究发 现纳
臭、 防污等环保功能 ， 而且使建筑物的清洗 、 保洁费
大 量节 省 。随着研 究 的深人 ， 最终 ＴＯ 功能 薄膜 必 ｉ 将走 进广 泛 的实际 应用 中 。
Ｎ ｒ ａｇ ｓ ｏｍ ｌｌ ｓ ａ Ｐ ｏ ｃｔｌ ｔｏｌｄ ｌ ｓ ｈｔ ａ ｙ ａ ａ ｏ ａ ｓｃ ｅ ｇ ｓ
图１带看水雾的普通玻璃和镀有ＴＯ 薄膜玻璃的不同 ｉ 目前 ，自清 洁防雾玻璃 已成为全球的研究热点 ， 采 用无机薄 膜制 备 的 自清 洁 防雾玻璃 具有优 良的亲
用。
水陛、 耐久性和成本低。 深人开展自 清洁防雾玻璃的研 究， 将其成果推 向市场 ， 服务于社会 ， 具有重大 的意义。
１ ｉ２ ＴＯ 表面 的超 亲 水 性 原 理
１９ 年 Ｗａｇ ９７ ｎ 等在 （ ａ ｒ＞ Ｎ ｔ ｅ￣撰文报道 了ＴＯ ｕ＞ ｉ 薄膜 的双亲 性［ 通 常情况 下 ， ８ １ 。 纳米 ＴＯ 涂膜表 面 与 ｉ
米 ＴＯ 薄膜表面还具有超亲水特性［ 即水在纳米 ｉ ４ １ ， ＴＯ 薄膜表面的接触角很小 ， 图 １ ｉ 如 所示 。这一新 特 性 赋予 了材 料抗 雾 ， 自清 洁 、 易洗 和 快 干等 功 能 ， 在玻璃幕墙 、 农业暖房 、 各种镜片 、 挡风玻璃和交通
纳米TiO2的制备研究进展
有腐 蚀 材料 的密 闭 高 压 反 应 釜 中 加 入 前 驱 体 ， 一 按 定 的 升温 速度 加 热 ， 高压 釜 升 至所 需 温度 后 ， 温 待 恒 晶化 ， 卸压 后 经洗 涤 、 燥 即 可得 纳 米级 Ｔｏ 。陈代 干 ｉ２ 荣 用偏 钛 酸作 前 驱体 ， 论 了水 热合 成 过 程 中 ， 讨 偏 钛酸、 正钛 酸 及 水 溶 液 中 阴 、 离 子 如 Ｐ ｉ 、 、 阳 ０一ｚ Ｎ 等 与 生 成 Ｔ０ ｉ２物 相 的 关 系 ， 探 讨 了 阴 、 并 阳离 子 对 Ｔｏ 颗 粒 形 貌 的 影 响 。该 方 法 的 优 点 在 于 制 ｉ２ 备 的纳 米 Ｔ（ ｉ，粉 体 晶粒 生 成 完 整 ， 始 粒 径 小 ， ） 原 分 布 较 均匀 ， 之 原料 要 求 不高 ， 本 相对 较 低 。但 反 加 成 应 条件 为高 温 、 压 ， 而对 设 备 材 质 、 全 要 求 较 高 因 安
３ Ｉｓｔｔ ｏ Ｍａ ｒ ｃ ｎｅａｄＥ ｇ ｅｒ ｇ ， ｏｇｕ ｎｖｒ ｔ ， ｈ ｇａ ２０ ５ ，Ｃ ｉ ） ． ｔｕｅ ｆ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉ ｉ ｎｉ ｅｌ ｉ ｅ ｎ ｎ Ｄ ｎｈ ａＵ ｉ ｓｙ Ｓ ａ ｈ ｉ ００ １ ｅｉ ｎ ｈｎ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｇｅ ｓｏ ａ ｏ ｔｒＴｉ ｓ ｉ ｒ ｄ ｃ ． ｖ ｔｇ ｓ ａ ｄ ｄｓ ｄ ａ ｔｇ ｓｏ ｉ ｅ ｅ ｒｐａ ｓ ｒ ｃ ： ｓ ａ ｃ ｒ ｒｓ ｆｎ ｎ ｍｅ ｅ ０２ ｉ ｎｔ ｕ ｅ Ａｄ ａ ａ ｅ ｉａ ｖ ａ ｅ ｆｄ ｆ ｒｎｔｐ ｏ ｏ ｄ ｎ ｎ ｎ ｅ — ｒ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｌ ｏ ａ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｍｅ ｓ ｅｍｅ ｅ ｈ ｉ ｕ ｆｎａ ｏ ｔｒＴｉ ｒ ｒｅ ｙ ｒｖｅ ｄ ． ａ ｏ ｔｏ ｓ ａｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ． ａｙ ｉ ａ ｕｒ ｎｔｔｃ ｎｑ ｅ ｏ ｎ ｍｅｅ ０２ ａｅ ｂ ｆ ｉｗｅ ｉ ｎ ｉ ｌ ｅ
纳米TiO2薄膜的制备及其Eu的掺杂研究
文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０—５ ０ （ ０ ８ ０ —０ ６ １０ ９ ０ ２ ０ ） １ ０ ２—０ ４
中图 分 类号 ： ６ ４ ＴＱ１ ４ １ ０ １； 、 ３
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｏ ｎｏ Ｔｉａ ａ Ｔｈ ｎ Ｆｉｍ ｓ ｅ ｒ ｔｏ ｆＮａ ｔ ｎｉ ｉ ｌ ａ ｄ Ｓｔ ｄｙ ｏ ｎ ｕ ｎ Ｅｕｒ ｐ ｕ Ｄｏ ｉ ｏ ｉ ｍ ｐ ｎｇ
Ｕｖ 漫 反 射光 潜 ， 与纯 Ｔｉ 并 Ｏ２纳米 粉 进 行 了 对 比 ， 验 发 现 掺 杂 后 可 引 起 吸 收 带 红 移 ２ ｍ． １ Ｅ 实 Ｏｎ 掺 ｕ后 Ｅ — ＴＯａ凝 ｕ ｉ
胶 在 ６ ０℃ 灼烧 ２ｈ后 ， ｘ射 线 衍射 测 定 ， 显 非 品 态 ， 这 一 反 常现 象 进 行 了理 论 上 的 初 步探 讨 ． ５ 经 仍 对
Ｌｌ Ｚｕ— ＷＵ ． ｊ ＡＮＧ Ｙ ｎ Ｕ ｌ ｏ ｇ
ｆ ｉｉ Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ＆ Ｍ ｅｈ ｎｃ ｏｌｇ 。Ｘ ａ ｇａ ｉｅｓ ｙ Ｃ ｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｎ ． ｃ ａ ｉ Ｃ ｌ ｅ ｉｎ ｔｎ Ｕｎｖ ｒｉ 。Ｈｕ ａ ｉｎ ｔｎ ４ １ ０ ｈｎ ） ｓ ｅ ｔ ｎ ｎ Ｘ ａ ｇａ １ １ ５ Ｃ ｉａ
ｎｉ ｅ ｕ ｉｇ ｒ ｔ ｔ ｎｔ ｅ ｂｒ ｎｃ ａ ｉｅ Ｔ ｈ ｔ ｕ ｔ ｒ ｌｐ ｏｐ ｒｉｓｏｆｔ ｉ ｓ ｗｅ ｅ ｏ ｅ ｖ ｄ ｂｙｍ ｅ ｎ ｑｕ ， ｓｎ ｏ ａｅ ｉ ｏ ａ ｍ ｍ ａ ｅ ｍ ｃｈｎ ． ｅ ｓｒ ｃ ｕ ａ ｒ ｅ ｔ ｈｅｆｌ ｒ ｂｓ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｍ ｏｆＳＥＭ ． ｈｅ ｓｚ ｈｅｐａ ｔｃｅ ｓ ａ Ｆ ｉｅｏｆｔ ｒｉｌ ｓｗａ ｂｏｕ ｔ４０ ｎｍ ，ｃ ｍ ｐ ｒ ｔｖ ｌ ｎ ｎ ｍｏｕ ｎｄ ｄｉｔｉ ｔｄ ｅ ｅ ｌ ． Ｔｈｅｅ ｏ ａ ａ ｉｅｙ ｕ ａ ｉ ｓ ａ ｓｒｂｕ ｅ ｖ ｎ ｙ ｎ— ｒｃ ｉｈｍｃ ｔｐｈ ｎ ｍ ｅ ｏｎ ｏ ｏ ｔ ｘ ｔ ａ ａ ａ ｓ ｄ ｂ ｅｇｈ ａ ｔ ｌｓ Ｗａ ｓ ｏ ｅ ｅ ｎ ｅ ｏ ｎ ｆｖ ｒ ｅ ｈ ｔｗ ｓｃ ｕ ｅ ｙ ｗ ｉ ｔｐ ｒｉ ｅ Ｓｄｉｃ ｖ ｒ ｄ． Ｔｈｅｐｒ ｂｌｍ ｆｃ ｍ ｐ ｔ— ｃ ｏ ｅ ｏ ｏ ａｉ ｂｌｗ ａ ｅ ｔｃ ｄ ｏｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｒ ｔｏ ｎ ｉａ ｉ ｈｎ ｆ ｍ ｓ Ｄｏｐ ｄ ｔｔ ｎａ ｐ ｉｉ ｈ ｄ ｂｅ ｎ ｎｏ ｉｅ ｈ ｒ ｐａ ａ ｉｎ ｏｆｎａ ｏ ｔ ｎａ ｔ ｉ ｉ ． ｔ ｌ ｅ ｉａ ｉ ｏｗｄｅ ｏ ｐ ｒｄ ｗｉｈ ｐｕ ｅ ｒｃ ｍ ａ ｅ ｔ ｒ ｔｔｎｉ ｏ ｄ ｒ ｉａ ａ ｐ ｗ ｅ ，ａ ２Ｏ ｎｍ ｈｉｔｏｆｔ ｅ Ｕ Ｖ ｅｌｃ ｉｎ ｔ ｓ ｆ ｈ ｒ ｆｅ ｔｏ ｏｗａ ｄｓｌ ｇｅ ｅ ｖｅｅ ｔ ｓｃ ｃ ｄ ｂ Ｖ ｅｌｃ ｒ ｏｎ ｒ ｒｄ ｗａ ｌｎｇ ｈ ｗａ ｈｅ ｋｅ ｙ Ｕ ｒ ｆｅ —
可见光响应纳米TiO2光催化薄膜的研究进展
维普资讯
第１ 期
李银辉等 ： 可见光响应纳米 Ｔｏ２ ｉ 光催化薄膜的研究进展
６ ９
ｉ ． 红石 的形成需 要高 的温度 ， 温度 高 则 粒子 的活性 表 面小 ；ｉ）金 红石 的光生 电 ）金 而 ｉ．
子一 空穴的复合率高． 因为金红石的表面携带有限数量的羟基和氧缺陷 ， 导致光生电子一 空 穴复合率增加 ；ｊ ． ｉ）锐钛矿比金红石处于导带边缘 的电子 的还原能力高． ｉ 尽管锐钛矿是 主要的光催化相， 然而最佳的光催化效率是大量锐钛矿混合一定量的金红石 ， 这归因于
收稿 日期 ： ０ ＂ ）—２ 通 讯 联 系人 ： 德 宏 ， — ｉｙ ｅｏｇ ｄ ｃ ， ｌ０ １ ４２ ２ ５５ ２０ ４ １． Ｌ６ 殷 Ｅｍａｌ ｄｈ ｎ＠ ｌ ｎＴｅ：４ １８ ９ ０ ４ ． ：
作者简介 ： 李银辉 （９ １）女， １８ 一 ， 研究方 向： 可见光响应型纳米 Ｔ０ 薄膜的制备及性能研究 ｉ２
了ＴＯ 薄膜光催化降解有机物的催化机理， ｉ２ 系统地介绍 了提 高纳米 ＴＯ 吸收 ｉ２ 波长的 方法、 用载体 、 常 可见 光响应 纳米 Ｔｉ 薄膜制 备 方法和 在 降解 有机物 方 ０ 面的应 用 ， 并概述 了其 以后 的发展 趋 势 ． 关 键 词： 可见光响应 ＴＯ 薄膜 ； ｉ２ 改性 ； 制备； 降解有机物
２ 提高纳米 ＴＯ 光催化剂可见光 响应的方法 ｉ２
半导体一 般 由填 满 电子 的低 能价 带 ｖｌ ｃ ａｄⅦ ） 空 的高 能导 带 （ｏｄ ｃｏ — ａ ｎｅｂｎ ， 和 ｅ ｃｎｕｔ ｎ ｉ ｂｎ ，Ｂ 构成 ， 带和导 带之 间存在禁 带 ． Ｏ 的带 隙能 Ｅ ＝３２ Ｖ， ａｄＣ ） 价 Ｔｉ２ ．３ｅ 可利 用波 长
TiO2薄膜的结构及性能研究
钛氧膜的结构及性能研究摘要：主要介绍关于钛氧膜的能带结构，晶体结构以及钛氧膜的生物相容性能和表面活性等问题，还有钛氧膜的化学处理方法。
关键字：钛氧膜结构生物相容性表面活性TiO2有独特的光学、电学及化学性质,已广泛用于电子、光学和医学等方面。
例如,作为氧传感器用于湿敏、压敏元件及汽车尾气传感器；作为光催化剂,可实现有机物的光催化降解,具有杀菌、消毒和处理污水等作用；利用其亲水亲油的“双亲”特性,可使镀有钛氧膜的物体具有自清洁作用,从而达到防污、防雾、易洗、易干等目的；而金红石相钛氧膜是很好的人工心脏瓣膜材料。
对于TiO2的研究主要集中在制备、结构、性能和应用等方面。
在TiO2性能方面的研究,尤以对其生物相容性和光催化性能的研究最为丰富。
Ti-O膜作为生物活性材料在生物体内可以长期稳定存在且不与生物组织发生物化反应，即具有良好的生物相容性，但其缺点在于植入生物体内后，不能有效地在材料表面形成有正常的细胞并维持长期的活性。
国内外很多的研究者采用各种表面改性工艺方法，对材料表面进行生物活化或有机/无机复合等使材料表面挂带—COOH、—OH、—NH2等反应性基团，然后通过形成共价键使生物分子如蛋白质、多肽、酶和细胞生长因子等固定在材料表面，充当邻近细胞、基质的配基或受体，在材料表面形成一个能与生物体相适应的过渡层，以达到活化钛氧膜表面的效果。
目前，对钛氧膜的表面改性方法主要包括离子表面注入法，碱处理以及酸活化处理等方法。
1 氧化钛的能带结构与晶体结构1.1氧化钛的能带结构氧化钛的能带结构如图1-1所示［1］。
以金红石相为例，锐钛矿相的结构基本与其一致。
氧化钛能带结构是沿布里渊区的高对称结构，3d轨道分裂为e g与t2g 两个亚层，但它们全是空的轨道，电子占据s和p能级；费米能级处于s、p能带和t2g能带之间；最低的两个价带相应于O2s能级。
接下来6个价带相应于O2s 能级，最低的导带是由O3p产生生的，更高的导带能级是由O3p产生的。
影响溶胶—凝胶法制备TiO2薄膜的因素及改性途径
影响溶胶—凝胶法制备TiO2薄膜的因素及改性途径自从1972年Fujishima和Honda发现在光电池中TiO2单晶光分解水后，TiO2的光催化性能成为人们的研究热点，TiO2由于具有强氧化性、耐酸碱性好、化学性质稳定、无毒性等优点成为当前最有应用潜力的一种光催化剂。
但由于粉末型TiO2光催化剂存在分离困难、易团聚和不易回收等缺点，所以常常将TiO2光催化剂制成薄膜。
制备TiO2薄膜的方法主要有：化学气相沉积法、磁控溅射法、溶胶-凝胶法[4、5]和液相沉积法等，其中，以溶胶-凝胶法较常见。
本文对溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的影响因素及改性等方面进行介绍，并对近年来采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜在光催化领域中的应用等进行综述和展望，期望对TiO2光催化材料的研究与开发起到一定的帮助。
2 溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的工艺及优缺点溶胶-凝胶法一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料，加入少量水及不同的酸和络合剂等，经搅拌和陈化制成稳定的溶胶；然后用浸渍提拉、旋转涂层或喷涂等方法将溶胶施于经过清洁处理的载体表面；最后经干燥煅烧，在载体表面形成一层薄膜。
溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜包括以下步骤：（1）金属盐水解；（2）胶溶；（3）陈化；（4）浸涂；（5）干燥；（6）煅烧。
Sol-Gel 法制备负载型TiO2具有以下优点：1）高度均匀性，对多组分其均匀度可达分子或原子级；2）可降低烧结温度；3）化学计量比较准确，易于掺杂改性；4）工艺简单，易推广。
但是溶胶-凝胶法多采用钛的醇盐为原料，成本较高，而且通过钛酸丁酯的水解和缩聚而形成溶胶的过程中涉及大量的水和有机物，所制备的TiO2薄膜在干燥过程中容易引起龟裂，这都需要进一步研究和改进。
3 影响溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的因素溶胶-凝胶法制膜的关键在于溶胶的配制，为了使衬底上的溶胶膜能迅速水解而得到具有一定厚度的透明薄膜，溶胶的配制应使成膜物质、溶剂、有机交联剂和催化剂之间的比例达到最佳，这样才能制备出高质量的薄膜。
纳米TiO_2自清洁材料的研究进展_刘太奇
纳米T iO2自清洁材料的研究进展刘太奇1,操彬彬1,2,王 晨1(1 北京石油化工学院环境材料研究中心,北京102617;2 北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)摘 要:由于自洁净材料具有光催化、自清洁、抗菌等功能,人们对光催化自洁净材料的研究日益关注。
本文主要概述了纳米二氧化钛自清洁材料的机理及应用,并介绍了国内外自清洁材料的研究现状及发展趋势。
关键词:T iO2;自清洁;光催化中图分类号:T G74 9 文献标志码:AResearch Development in Nano TiO2Self-cleaning MaterialsL IU T aiqi1,CAO Binbin1,2,WA N G Chen1(1.R esear ch Center of Ecomater ial,Beijing Institut e o f Petr ochemical T echnolo gy,Beijing102617,China;2.Colleg e o f M ater ials Science and Eng ineer ing,Beijing U niv ersity of Chemical T echnolo g y,Beijing100029,China)Abstract:Self-cleaning materials hav e att racted much attentio n in recent years due to their unique characters such as photo cataly st ic,self-cleaning and ant ibacter ial effects.T he ov er view of the mechanism and applicat ions of nano titanium d-i o xide self-cleaning materia ls wer e presented,and the r esea rch status and new development of self-cleaning mater ials wer e mainly intro duced in this paper.Key words:T iO2,Self-cleaning,Pho tocatalystic自清洁材料(Self-cleaning m aterials)是指在自然条件下能保持自身清洁的材料,材料本身具有除臭、抗菌、抗霉、防污等多重功能。
稀土掺杂纳米TiO2的制备、性能及机理研究
预备知识
稀土元素是指元素周期表中的镧系元素和钪、钇共17种元素。它们具有独特 的电子结构和化学性质，常见的稀土元素有La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu等。纳米TiO2是一种常见的白色无机粉末，具有 优异的紫外光吸收能力和光催化性能，被广泛应用于环保、能源、生物医学等领 域。
性能及机理研究
1、结构性能
稀土掺杂纳米TiO2的晶体结构发生改变，由锐钛矿型向金红石型转变。稀土 元素的引入可以减小纳米TiO2的晶格常数，从而改善其光催化性能。这是由于稀 土元素具有较小的原子半径，可以取代TiO2晶格中的部分Ti或O原子，导致晶格 常数减小。
2、光学性能
稀土掺杂纳米TiO2的光学性能得到显著改善。稀土离子的加入可以拓宽纳米 TiO2的吸收光谱范围，使其对可见光的吸收能力增强。这是由于稀土离子的能级 结构与TiO2的导带和价带能级匹配良好，从而促进了光生电子-空穴对的分离和 迁移。
此外，掺杂元素对氧化锌纳米材料的性能也有显著影响。例如，掺杂金属离 子可提高材料的导电性和光学性能，掺杂非金属元素可改善材料的稳定性和抗氧 化性，掺杂稀土元素可赋予材料独特的光学和电学性能。
三、结论
本次演示对氧化锌纳米材料的制备、掺杂及性能研究进行了详细阐述。通过 了解不同制备方法和掺杂剂的选择及其作用机理，有助于更好地控制氧化锌纳米 材料的形貌、结构和性能。然而，目前关于氧化锌纳米材料的研究仍存在一定的 问题和不足之处，如制备方法的优化、掺杂元素的多元化以及性能研究的系统化 等，需要进一步深入研究。未来，随着技术的不断发展，氧化锌纳米材料将在更 多领域展现出广阔的应用前景。
未来研究方向
1、深入研究稀土掺杂纳米TiO2的制备工艺，提高产物的形貌和粒径可控性， 为实现规模化生产提供技术支持。
纳米二氧化钛的制备及光催化分析
苏州科技大学材料科技进展化学生物与材料工程学院材料化学专业题目：纳米二氧化钛的制备及光催化*名：**学号：**********指导老师：***起止时间：5月20日——6月8日纳米二氧化钛的制备及光催化吕岩（苏州科技学院，化学与生物工程材料学院，江苏，苏州，215009）摘要:纳米二氧化钛是种重要的纳米材料，其在众多领域有着广泛的应用。
本文主要介绍纳米二氧化钛的多种制备方法，包括化学气相法(化学气相沉积法、化学气相水解法等)、液相法( 溶胶凝胶法、沉淀法、水热合成法等)两大类,并分析了各种工艺的优劣。
并介绍纳米二氧化钛光催化反应原理,基本方法,影响因素,及其广泛的应用。
通过介绍纳米二氧化钛的制备及光催化的研究，更深刻理解其在生产生活中应用。
关键词：纳米TiO2，制备方法，光催化.The study on preparation of nanometer TiO2 and photocatalyticLv Yan(University of Science and Technology of Suzhou,School of Chemical and Biological Engineering Materials,Jiangsu,Suzhou,215009) Abstract: A s an important nanomaterial nanometer TiO2 has wide app lications in many fields, such as environmental production. Preparation methods of nanomaterial TiO2w ere briefly summarized, including chemical gas phase method( CVD and chem ical gas phase hydro lysis method etc. ) and liquid phase method( sol- gelmethod, precipitation method, hydrothermal synthesismethod etc. ). The advan tages and disadvanges o f everym ethod w ere analyzed. Introduce nano TiO2reaction principle, basic method, influence factors, and its wide application. Through the introduction of the preparation of nano TiO2 research, a deeper understanding of its application in the production and living.Key words: nanometer T iO2; preparation method, photocatalysis引言：纳米二氧化钛是一种新型的光催化无机功能材料，由于其粒径在1~ 100 nm 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。
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１ 高温制备二氧化钛 薄膜技术
１ ． １ 溶胶 ． 凝胶 法
胶法工艺简单 ， 可得到高纯度的产品， 且制得 的膜孔 径小 ， 分布范围窄 ， 可以有效地控制薄膜成分和微观 结构 。但 溶胶 一 凝胶 法也 有一 些不 足之 处 ， 薄 膜存在
二 氧化钛 光催 化剂 具有 氧化 活性 高 、 催化 性 能强 、 活
时胶体粒子逐渐聚集长大为粒子簇 ， 经相互碰撞后 连结 成 三维 网络结 构 ， 从 而完 成 由溶 胶 膜 向凝 胶 膜
的转 化 。实验 中多 用 四异 丙 醇 钛 酸酯 、 四 丁醇 钛
酸酯为前躯体制成 Ｔ ｉ Ｏ 溶胶 ， 以乙醇、 正丙醇为溶
等离子体化学气相沉积（ Ｐ Ｅ Ｃ Ｖ Ｄ） 和金属有机物化 Ｍ Ｏ Ｃ Ｖ Ｄ） 两种 。等离子体化学气相沉 水 热法是 指在特制 的密闭反应 器（ 如高压 釜 ） 学气相沉积（ 将 中， 采用水溶液作为反应体系 ， 通过将反应体系加热 积一般采用微波和射频等离子化学气相沉积法 ， ｉ （ Ｏ Ｃ ： Ｈ ） 或Ｔ ｉ （ Ｏ Ｃ ｎ７ ） 通 人 到 至临界温度（ 或接近临界温度 ） ， 在反应体 系中产生 含 钛 的金 属 有 机 物 Ｔ
第 １ ０期
郝 晏 ： 纳米Ｔ ｉ Ｏ ： 薄膜制备方法的研究进展
３ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
凝胶薄膜制备技术更深人的认识 ， 溶胶 ． 凝胶技术在 制备薄膜涂层材料 中会得到更广泛的应用。
１ ． ２ 水 热 法
体在适当温度下发生化学反应 ， 并在基片上沉积形
成结晶的 Ｔ ｉ Ｏ 薄膜 ［ １ ７ １ ０ Ｔ ｉ Ｏ 薄膜常用的 Ｃ Ｖ Ｄ法有
ｉ Ｏ ， 薄膜。随着对溶胶 一 薄膜在 由溶胶转变为凝胶过程 中， 由于溶剂迅速蒸 璃基体上涂布该溶胶制备 Ｔ
作者简介： 郝晏 （ １ ９ ８ ３ ． ） ，女，山西怀仁人 ，硕士研究生，从事纳米光催化材料的研究及其在污水处理中的应用
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ９ ． １ ２
纳米 Ｔ ｉ Ｏ ２ 薄膜制备方法 的研究进展
郝 晏
（ 潍坊工商职业学 院生物工程系 ，山东 诸城 ２ ６ ２ ２ ３ ４）
摘 要： 纳米二氧化钛 以其优异 的化学、物理 Ｉ 生 能受到关注。薄膜是纳米二氧化钛 的重要形式 ，制备纳米二氧化 钛薄膜具有重要意义和很好的应用前景 。依据制备工艺中温度的要求 ，对制备纳米二氧化钛薄膜 的方法进行 了概述 ，
溶胶 ． 凝胶法是 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 发 展起 来 的一
这是 由于薄膜与基底 的结合强度 种制备陶瓷、 玻璃等无机材料的湿式化学法 ， 是现在 脱落裂缝等现象 ， 均 匀性 和 透 明性 不 够理 研究最多的一种制备二氧化钛薄膜 的方法 ［ ４ 】 。该方 不 高造 成 的。薄 膜 的厚 度 、 凝 胶法 在 后处 理 中需 法一般分为 ３ 个 阶段 进 行 ： 制 备溶 胶 一 凝 胶溶 液 、 喷 想 。最 重 要 的是 大部 分 溶胶 ．
第４ ２卷
第１ ｌ 期
化
工
技
术
与
开
发
Ｖｏ １ ． ４ ２ Ｎｏ ． １ １
ＮＯ Ｖ ． ２ ０１ ３
２ ０ １ ３正 １ ｌ Ｙ ｌ
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ＆Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
胶， 使溶胶吸附在衬底 上， 经过胶化过程成为凝胶 ， 再 经一 定 温 度 加热 后 即可得 到纳 米微 粒 的薄 膜 ［ ６ 】 。
了改性溶胶 ． 凝胶法 ， 贾桂玲等 ｎ 习 在传统溶胶． 凝胶 法基础上 ， 改进陈化及凝胶工艺 ， 并采取破胶 、 回流 、
重 新分 散等 手段 ， 得到稳 定无 异 味光催化 溶胶 ， 在玻
性稳定、 抗湿性好和杀菌能力强等优异性能， 在废水 剂 ， 醋酸 、 硝酸等无机酸为催化剂 的水解体系 ， 也有 在体 系 中加 入 乙酰 丙 酮 、 甲基 纤 维 素等 有 机 物辅 助 降解 、 消除有害气体 、 杀菌和净化空气等方面得到了 广泛的应用 ［ １ 捌 。近年来随着二氧化钛薄膜应用的增 体系水解。在常温或一定温度下缓慢水解形成非晶 多， 将二氧化钛薄膜做到柔性高分子导电基底上 ， 可 制备能弯曲、 质量轻 、 随身携带 的太 阳能 电池。本文 就制备工艺 中的热处理 温度 ， 从高温和低温两方面 对二氧化钛薄膜制备的研究进行介绍。 态Ｔ ｉ Ｏ 溶胶 ， 在高温下转变成具有催化活性的 Ｔ ｉ Ｏ 透明膜。张永彬等 用溶胶 ． 凝胶法在玻璃衬底上 制备 了二氧化钛催化膜。魏宏斌等 ［ ９ 采用溶胶． 凝
高温制备 的工艺主要有溶胶— 凝胶法、水热法、气相沉积法 ， 低温制备工艺主要有 电泳沉积法 、紫外光照射法、电化
学制备法 、模板 自组装制备法 。 关键词 ： 二氧化钛 ； 薄膜 ； 紫外光照射法 ； 模板 自组装
中图分类号：Ｔ Ｂ４ ３ 文献标识码： Ａ
纳米二氧化钛薄膜具有 良好的光催化活性 、 气 发导致部分小粒子溶解 ， 大粒子平均尺寸增加。同 敏性能及光催化转化功能， 在开发太 阳能电池、 环保 自清洁材料和环境监测方面具有很大潜力。随着人 们生活水平的提高 ， 环境材料受到人们更多的关注，
涂 或浸渍基底 、 干燥煅烧 基底 ［ ５ ］ 。 在 制备 纳米 薄膜 时 ，
要高温煅烧 ， 不能在不耐高温的基底 上成膜 ［ １ ” ， 因 此在实际应用中有一定 的限制。近年来 ， 人们研究
首先将金属无机盐或有机金属化合物溶于溶剂 中
合成溶胶， 再将衬底浸入溶胶， 以一定速度提拉或甩