二氧化钛相关资料

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1、纳米二氧化钛百科名片纳米二氧化钛标本纳米二氧化钛是金红石型白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和 耐候性。可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域，作为紫外线屏蔽 剂，防止紫外线的侵害。也可用于高档汽车面漆，具有随角异色效应。目录简介 分类 主要技术指标应用特性 前景主要制备方法1、气相法制备二氧化钛2、液相法制备纳米二氧化钛固相法合成纳米二氧化钛具有可遗传毒性简介纳米二氧化钛，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

2、、油漆、精细陶瓷等领域。纳米二氧化钛俗称纳米钛白粉，它主要有两种结晶形态：锐钛型（Anatase） 和金红石型（Ru tile）。金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有 较高的硬度、密度、介电常数及折射率，其遮盖力和着色力也较高。而锐钛型二 氧化钛在可 见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调，并且 对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高。在一定条件下， 锐钛型二氧化钛可 转化为金红石型二氧化钛。分类一.按照晶型可分为:金红石型纳米钛白粉和锐钛型纳米钛白粉。二.按照其表面特性可分为:亲水性纳米钛白粉和亲油性纳米钛白粉。三, 按照外观来分：有粉体和液体之分，粉

3、体一般都是白色，液体有白色和 半透明状。主要技术指标以下指标并非指的是某一公司产品指标，而是市场上常见的，故有些数据并 不能套在某一产品上。技术数据金红石型纳米级钛白粉 锐钛型纳米级钛白粉性状白色粉末白色粉末晶型金红石型锐钛型金红石含量%99-粒径（nm）20-5015-50干燥减量%11灼烧减量%10-2510表面特性亲水性或亲油性亲水性或亲油性PH6.5-8.56.5-8.5比表面积（ m2/g）80-20080-200重金属（以 Pb 计）%0.00150.0015砷（ As） W%0.00080.0008铅（ Pb） W%0.00050.0005汞（ Hg） W%0.00010.000

4、1应用特性纳米TiO2的功能及用途纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好 的发展前景。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。2.1.杀菌功能在紫外线作用下，以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可彻底地杀死恶性海拉细 胞，而且随着超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化杀死癌细胞 的效率也提高；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，

5、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。1）纳米二氧化钛抗菌特点：1 对人体安全无毒，对皮肤无刺激性。2 抗菌能力强，抗菌范围广。3 无臭味、怪味，气味小。4耐水洗，储存期长。5热稳定性好，高温下不变色，不分解，不挥发，不变质。6即时性好，纳米二氧化钛抗菌剂仅需1h就能发挥效果，而其他银系抗菌 剂效果则需约24h。7纳米二氧化钛是一种永久性维持抗菌效果的抗菌剂。 8具有很好的

6、安全性，科用于食品添加剂等，与皮肤接触无不良影响。2）纳米二氧化钛的抗菌原理： 纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。由于纳米二氧化钛的电子结构特点为一个满TiO2的价带和一个空的导带，在水和空气的体 系中 ,纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线的照射下 ,当电子能量达到或超过 其带隙能时 ，电子就可从价带激发到导带 ，同时在价带产生相应的空穴 ，即生 成电子、空穴对 ，在电场的作用下 ，电子与空穴发生分离 ，迁移到粒子表面的不 同位置 ，发生一系列反应 :TiO2 + h v e + hH2O + h 0H+ H02 +e 02 02 + H H022H02 02 + H202H

7、202 +02 0H+0H +02吸附溶解在Ti02表面的氧俘获电子形成02，生成的超氧化物阴离子自 由基与多数有机物反应（氧化），同时能与细菌内的有机物反应，生成C02和 H20;而空穴则将吸附在Ti02表面的0H和H20氧化成0H,0H有很强的氧 化能力，攻击有机物的不饱和键或抽取H原子产生新自由基，激发链式反应， 最终致使细菌分解。Ti02的杀菌作用在于它的量子尺寸效应，虽然钛白粉（普通Ti02）也有光 催化作用，也能够产生电子、空穴对，但其到达材料表面的时间在微秒级以上， 极易发生复合 ，很难发挥抗菌效果，而达到纳米级分散程度的 Ti02 ，受光激发 的电子、空穴从体内迁移到表面 ，只

8、需纳秒、皮秒、甚至飞秒的时间 ，光生电子 与空穴的复合则在纳秒量级 ，能很快迁移到表面 ，攻击细菌有机体 ，起到相应 的抗菌作用。惠尔牌纳米二氧化钛具有很高的表面活性，抗菌能力强，产品易于分散。经 试验表明，惠尔牌纳米二氧化钛对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门 氏菌和曲霉菌等具有很强的杀菌能力，已广泛应用于纺织、陶瓷、橡胶、医药等 领域的抗菌产品，深受广大用户的欢迎。3）国内外对纳米二氧化钛抗菌性的研究及应用实例1 农田抗菌剂：日本开发了一种新型无菌杀菌剂。其主要成分为纳米二氧化 硅、纳米二氧化钛和银、铜等离子，可用于土壤中，对所有的细菌都有很强的抗 菌性。改杀 菌剂是陶瓷类微量混合金

9、属离子，并在含有相同离子的催化剂作用 下，具有使土壤中的氧活化之功能，该功能能持续时间长达 2-5 年。2 卫生陶瓷洁具：陶瓷的烧结温度很高，故只能添加高温下稳定的无菌抗菌 剂。日本最近开发出的用纳米二氧化硅包覆的抗菌陶瓷用品。其制造工艺是先将 纳米二氧化 钛加水制成浆料涂在陶瓷表面上，高温烧结即得到 1 微米厚的光催 化纳米二氧化钛薄膜产品。在光照射下，就能完全杀死其表面的细菌。微量在微 弱光下也有抗菌 性，科在纳米二氧化钛浆料中加银、铜等离子化合物。这种陶 瓷的持久性、耐酸和耐碱行好，是医药、宾馆、家庭浴缸、地砖、卫生设施等抗 菌除臭的理想陶瓷。3 水处理：美国德克萨斯大学研究人员利用纳米

10、二氧化钛和太阳光进行灭 菌。他们将大肠杆菌和纳米二氧化钛混合液在大于 380nm 的光线照射下，发现大 肠杆菌被迅速杀死。这种技术有可能成为目前用氯化方法水处理的代用技术。4 新型抗菌荧光灯：日本制作新开发了具有抗菌作用的信息荧光灯，并于 1997 年商品化。 这种灯寿命长，节能，应用前景广阔。该等表面涂布了光催化杀菌剂纳米二氧化 钛，能分解等表面的油渍、空气中的菌类异臭等。清扫胜利，且具有防止灯光发 暗的效果。5 抗菌纤维：抗菌纤维和除臭纤维是信息的功能纤维，这些是将纳米二氧化 钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌等微粉掺入天然、人工聚合物或长丝中，再纺制 出各种抗菌和除臭纤维。抗菌纤维具有优良的保

11、健功能。6 抗菌建材和抗菌涂料：据报道，抗菌钛可杀死周围的菌类，具有抗菌、防 锈、分解异臭、防污、减少二氧化氮含量等功能。不仅能将房间内新建材、粘结 剂等产生的 甲醛、吸烟产生的乙醛、家庭灰尘等产生的甲硫醇等有机异臭在紫 外线照射下分解而消除掉，还能分解油分和有机物的表面污染。对油膜带 3 日照 射就可以明显减 少，5日照射就不留痕迹。对有机染料经3日照射，颜色就可 消退。利用这种性能，可将抗菌钛用作外壁和内墙装饰材料。在建筑物的屋顶和外墙上、医院手术室的手术台和墙壁上常附着细菌如果涂 刷光催化纳米二氧化钛涂层或墙砖，在阳光或室内弱光照射下，细菌能很快消灭。 而且，经雨水冲刷科随时把氧化分解后

12、的污垢物冲刷掉。7杀灭口腔微生物：纳米二氧化钛能杀灭S.Mutans株AHT（血清型），还能杀 灭仓鼠属链球菌SH-6、鼠属链球菌FA-1和黏性放线菌ATCC-19246。研究表明， 纳米二氧化钛粒度越细、分散性越好、比表面积越大，杀菌效果越好。2.2 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。纳米二氧化钛的抗紫外线机理：按照波长的不同，紫外线分为短波区190280 nm、中波区280320 nm、长 波区320400nm。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

13、长波区紫外线。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。由此可见, 纳米二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。纳米二氧化钛在不同波长区均表现出优异的吸收性能，与其他

14、有机防晒剂相 比，纳米二氧化钛具有无毒、性能稳定、效果好等特点。日本资生堂应用 10-100nm 的纳米二氧化钛作为防晒成分添加于口红、面霜中，其防晒因子可大SPF11-19。惠尔牌纳米二氧化钛由于粒径小,活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收 紫外线,从而对紫外线 有更强的阻隔能力。与同样剂量的一些有机紫外线防护剂 相比，惠尔牌纳米二氧化钛在紫外区的吸收峰更高，更可贵的是它还是广谱屏蔽 剂，不象有机紫外线防护剂 那样只单一对UVA或UVB有吸收。它还能透过可见 光，加入到化妆品使用时皮肤白度自然，不象颜料级TiO2，不能透过可见光， 造成使用者脸上出现不自然 的苍白颜色。利用纳米TiO2的透

15、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。2.3 光催化功能惠尔牌的纳米二氧化钛采用液相法制备出的二氧化钛具有粒子团聚少、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。（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

16、的抑制或杀灭作用，因此，纳米TiO2 能净化空气，具有除臭功能。（2）对有机废水的处理，效果十分理想。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二氧化钛载银复合催化剂，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。除此之外，纳米T

17、iO2还可有效地用于含CN的工业 废水的光催化降解。（3）处理无机污水除有机物外，许多无机物在TiO2表面也具有光学活性，例如无机污水中的 Cr6+接触到TiO2催化剂表面时，能够捕获表面的光生电子而发生还原反应，使 高价有毒的Cr6+降解为毒性较低或无毒的Cr3+，从而起到净化污水的作用；一 些重金属离子如Pt4+，Hg2+，Au3+等，在催化剂表面也能够捕获电子而发生还 原沉淀反应，可回收污水的无机重金属离子。2.4 防雾及自清洁功能TiO2 薄膜在光照下具有超亲水性和超永久性，因此其具有防雾功能。如在 汽车后视镜上涂覆一层 氧化钛薄膜，即使空气中的水分或者水蒸气凝结，冷凝 水也不会形成单

18、个水滴，而是形成水膜均匀地铺展在表面，所以表面不会发生光 散射的雾。当有雨水冲过，在 表面附着的雨水也会迅速扩散成为均匀的水膜， 这样就不会形成分散视线的水滴，使得后视镜表面保持原有的光亮，提高行车的 安全性。纳米TiO2具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形成水珠，而且纳米 TiO2在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。利用这样一个效应可以在玻璃、 陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米TiO2薄层，利用氧化钛的光催化反应就可以把 吸附在氧化钛表面的有 机污染物分解为CO2和02,同剩余的无机物一起可被雨 水冲刷干净，从而实现自清洁功能。日本东京已有人在实验室研制成功自洁瓷 砖，这种新产品的表面上有一

19、薄层纳米Ti02，任何粘污在表面上的物质，包括 油污、细菌在光的照射下，由于纳米Ti02的催化作用，可以使这些碳氢化合物 物质进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。纳米Ti02光催化作用使得 高层建筑的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖、汽车后视镜 及前窗玻璃的保洁都可很 容易地进行。2.5 纳米二氧化钛可作为锂电池、太阳能电池原料纳米二氧化钛(TA18)添加到锂电池里，可提高锂电池容量及循环稳定性，特 别是循环时放电电压平台的稳定性，可有效提高电池在多次充放电过程中的电化 学稳定性和热稳定性，电池在使用过程中更稳定、更耐用。2.6 纳米二氧化钛用在纺织上可以替代 PVA 在纤维纺织成纱的过程中，为

20、了减少经纱断头必须上浆。我国从上世纪五六十年代开始使用的浆料PVA为高分子化合物,在自然环境中很难降解。因此在欧 洲部分国家被列为“不洁浆料”，已经被明令禁止使用。欧盟对PVA的限制，也 将是我国棉纺织品出口绿色贸易壁垒的关注重点。开发绿色环保浆料,取代难降 解的PVA是国内纺织行业一直寻求的“破壁”目标。纳米二氧化钛 T25F 用在纺织浆料里面，通过与淀粉的完美结合，提高纱线 的综合织造性能，减少PVA的用量，煮浆时间短，降低了浆料成本，提高浆纱效 益，也解决了 PVA浆料不易退浆、环境污染等诸多问题。纳米二氧化钛在纱线里 主要是替代PVA，起到贴顺毛羽，填补缺口，润滑的作用。2.7.其它功

21、能纳米二氧化钛对某些塑料、氟里昂及表面活性剂 SDBS 也具有很好的降解效 果。还有人发现，Ti02对有害气体也具有吸收功能，如含Ti02的烯烃聚合物纤 维涂在含磷酸钙的陶瓷上可持续长期地吸收不同酸碱性气体。鉴于以上功能，纳米二氧化钛具有非常广阔的前景。对它的研究和利用会给 人们的生活带来巨大改变。应用方面化妆品任何二氧化钛都具有一定的吸收紫外线功能，及优异的化学稳定性、热稳 定性、无毒性等性能。超细二氧化钛由于粒径更小(呈透明状)、活性更大，因 此吸收紫 外线的能力更强，此外，如消色力、遮盖力、清晰的色调、较低的磨 蚀性和良好的易分散性，决定了二氧化钛是化装品中应用最广的无机原料。二氧 化钛

22、在化妆品行 业世界年消费量80年代估计在3500140001,目前估计在 50001以上100001以下。根据其在化妆品中的功能不同，可选用不同品质的二 氧化 钛。利用钛白的白度和不透明度这两种性能，可使化妆品的颜色范围很宽广，钛 白作为一种白色添加剂时，主要用锐钛型钛白，但考虑到遮盖力和耐晒时，还是 应采用金红石型钛白为好。化妆品用的钛白，纯度要求高，对有害杂质的含量要求甚严。例如：欧共体 食品添加剂法规(它适用 于化妆品) 规定，化妆品用钛白的酸溶性物 0.35%,As5X10-6,Pb 20X10-6,Sb 100X10-6,Cu 100X10-6,Cr 100X10-6,Zn 50X1

23、0-6 ,BaS04 5X10-6, (Sb+ Cu+ Cr+Zn+ BaS04) 200X10-6,Hg检测不出来。美国食品药物管理局(FDA)的食品、药物和化妆品等条例规定，用作化妆 品的二氧化钛，作为分 散助剂的SiO4和/或Ai2O3总量，不能超过2%, Pb10X10-6, As1X10-6, Sb 2X10-6, Hg 1X10-6。另外，在 105C 下干 燥3h后于800C下灼烧减量不大于0.5%。水溶物含量不能大于0.3%，在105C 下干燥后3h后的二氧化钛含量，不少于99.0%，平均粒径小于l“m。纳米二氧化钛，呈透明状，因此在阻挡紫外线、透过可见光以及安全性方面 具有一

24、般化妆品原料所不具备的许多优良特性和功能。纳米二氧化钛既能散射紫外线(波长200nm一400nm)，又能吸收紫外线，故 其屏蔽紫外线的能力极强，可作为优良的防晒剂，用于制造防晒系列化妆品。由于纳米二氧化钛呈透明状，可用来制造透明的护肤霜，这种护肤霜膏体细 腻，具有自然肌肤感觉，目前在日本等国非常流行。抗菌剂当前，纳米TiO2以其优异的抗菌性能成为开发研究的热点之一。纳米TiO2 广泛应用于抗菌水处理装置、食品包装、卫生日用品(抗菌地砖、抗菌陶瓷卫生 设施等)、化妆品、纺织品、抗菌性餐具和切菜板、抗菌地毯，以及建筑用抗菌 砂浆、抗菌涂料和抗菌不锈钢板、铝板等制作的电冰箱、医用敷料及医用设备等 耐

25、用 的消费品。1、纳米TiO2抗菌剂的性能特点大多数抗菌是有机物质，它们广泛用于食品、洗涤剂、纺织品及化妆品中。 但它们存在着耐热性差、 易挥发、易分解产生有害物、安全性较差等缺点。为 此人们积极开发研究了一些无机抗菌剂，超微细TiO2就是其中之一。由于抗菌 剂在产品中需达到一定的用 量，故选择抗菌剂必须遵循下列原则：(1) 对人体是安全无毒的，对皮肤没有刺激性；(2) 抗菌能力强，抗菌范围广；(3) 无臭味、怪味，外观颜色要浅，气味要小；(4) 热稳定性要好，高温下不变色、不分解、不挥发、不变质等；(5) 价格便宜，来源容易等。超微细TiO2为无机成分，无毒、无味、无刺激性，热稳定性与耐热性

26、好， 不燃烧，且自身为白色，完全符合上述原则。2、国内外研究与应用事例利用纳米TiO2作抗菌材料的应用领域越来越广泛，以下仅举一些重要的例 子加以说明。（1）农用抗菌剂日本开发了商品名为的新型无机杀菌剂。其主要成分为SiO2、TiO2 和银、铜离子。（2）卫生陶瓷洁具日本最近开发出用TiO2被履的抗菌陶瓷用品。其制造工艺是先将TiO2加水 制成浆料涂在陶瓷表面上，高温锻烧即得到了 lum厚的光催化TiO2薄膜产品。 在光照射下，就能完全杀死其表面的细菌。为了在微弱光下亦有抗菌性，可在 TiO2浆料中加银、铜离子化合物。（3）水处理污水处理要把水中的有害物质、悬浮物、泥沙、细菌、病毒、异味、色素

27、等 污染物从水中去除。传统水处理方法占地大，投资高，耗电大，效率低，运行费 用高，并且还有二次污染，所以污水处理问题一直得不到理想解决，纳米科技的 发展和应用解决了这一难题。纳米二氧化钛催化可直接利用太阳光、紫外光、彻底分解有机或无机的有毒 污染物，通过纳米粒子的光催化作用，可以完全矿化、氧化成无害的CO2, H2O 无二次污染，经我们对造纸厂、印刷厂、酒精厂、化工厂、食品厂、生物制药厂、 农药厂等污水的降解处 理结果显示， 60 分钟 COD 的降解率达 90%以上，完全可 以达到 C0D 低于 l00 以下的国家污水排放标准。纳米技术对氮氧化合物的降解和污水中有机物的降解都已显示出巨大的威

28、 力，甚至是其他传统技术难以替代的，纳米二氧化钛对污水处理无残留，杀菌面 广，效力强，无腐蚀，无刺激，无毒，不受有机污物，水质硬软，PH、温度等影 响，而且是长效的。美国得克萨斯大学研究人员利用TiO2和太阳光进行灭菌。他们将大肠杆菌 和TiO2混合液在大于380nm的光线照射下，发现大肠杆菌以一级反应动力学方 程被迅速杀死。这种技术有可能成为目前用氯化方法水处理的代用技术。（4）新型抗菌荧光灯日立制作新开发了具有抗菌作用的新型荧光灯，并于1997年商品化。这种 灯寿命长，节省能量，应用前景广阔。该灯表面涂上了光催化杀菌剂TiO2，能 分解灯表面的油渍、空气中的菌类异臭等。（5）空气净化技术

29、1996年大金公司开发了新型空气净化除臭机，该机具有抗菌除臭的能力，同年10月开始出售。与原产品相比，价格约高出10%，抗菌效率提高10%，达到 99.9%。除臭能力为产品的13倍，为活性炭的130倍。日本石原公司与丰田汽车公司和Equos研究公司联合开发成功利用TiO2光 催化反应高效率地除掉空气中的有害成份如NOx、甲醛等。此项新技术是在TiO2 中添加特殊的氧化助催化剂。其净化能力约为现有TiO2的3倍。前景纳米二氧化钛是具有屏蔽紫外线功能和产生颜色效应的一种透明物质。由 于它透明性和防紫外线功能的高度统一，使得它一经问世，便在防晒护肤、塑料 薄膜制 品、木器保护、透明耐用面漆、精细陶瓷

30、等多方面获得了广泛应用。特 别是在80 年代末期，这种能产生诱人的“随角异色”效应的效应颜料被成功地 用于豪华型高 级轿车面漆之后，引起了世界范围的普遍关注，发达国家如美、 日、欧等国对此研究工作十分活跃，相继投入了大量人力、物力，并制订了长远 规划，在国际市场竞 争激烈迄今，他们已取得许多令人惊异的成果，并已形成 高技术纳米材料产业，生产这种附加值极高的高功能精细无机材料，收到良好的 经济效益和社会效益，纳米 氧化物材料也正成为我国产业界关注的热点。随着纳米材料研究的深入，纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料 体系越来越受到人们的关 注，这意味着纳米材料的研究已可以按照人们的意愿 设计

31、、组装、创造新的体系，更有目的地使该体系具有人们所希望的特性，技术 上的飞跃，为纳米材料的应用进 一步打开市场的大门，在广泛的领域形成了一 大批高技术产品。如信息与通讯方面的磁性存储器、光学存储器、液晶显示、光 学方面的功能性薄膜；电子方面的原件开发，能源方面的太阳能电源，热敏绝 缘体，测量与控制技术方面的传感器；陶瓷方面的结构陶瓷，功能陶瓷以及其他 方面的抗老化橡胶、功能油漆、光催化降解剂、保洁抗菌材料、超高磁能衡土水 磁体等。在纳米材料的市场增长中，o维-3维结构技术，超精度加工技术，超薄 膜生产技术，横向结构技术所制造的产品最具市场增长潜力。有关研究还表明，在今后 10年中，纳米材料的市

32、场应用开发的速度还会加 快，因为工业国家纳米材料领域的专利自1993年以来一直以每年20%以上的速 度递增。资料表明，西方工业国家在纳米材料及相关领域的科研经费投入每年达 4 亿美元左右。国际上在此领域竞争日趋激烈。主要制备方法目前，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（CVD）、 液相法和固相法。1、气相法制备二氧化钛1）物理气相沉积法物理气相沉积法（PVD）是利用电弧、咼频或等离子体等咼稳热源将原料加 热，使之气化或形成等离子体，然后骤冷使之凝聚成纳米粒子。其中以真空蒸发 法最为常用。粒子的粒 径大

33、小及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控 制。该法同时可采用于单一氧化物、复合氧化物、碳化物以及金属粉的制备。2）化学气相沉积法化学气相沉积法（CVD）利用挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应生成所 需化合物，该法制备的纳米TiO2粒度细，化学活性高，粒子呈球形，单分散性 好，可见光透过性好，吸收屏蔽紫外线能力强。该过程易于放大，实现连续化生 产，但一次性投资大，同时需要解决粉体的收集和存放问题。CVD 法又可分为气相氧化法、气相合成法、气相热解法和气相氢火焰法。2、液相法制备纳米二氧化钛液相法是选择可溶于水或有机溶剂的金属盐类，使其溶解，并以离子或分 子状态混合均匀，再选择一种合适的沉淀剂

34、或采用蒸法、结晶、升华、水解等过 程，将金 属离子均匀沉积或结晶出来，再经脱水或热分解制得粉体。它又可分 为胶溶法、溶胶-凝胶法和沉积法。其中沉积法又可分为直接沉积法和均匀沉积 法。（1）以硫酸氧钛为原料加酸使其形成溶胶，经表面活性剂处理，得到浆状胶粒，热处理得到纳米TiO2粒子。（2）溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法（简称SG法），是以有机或无机盐为原料，在有机介质中 进行水解、缩聚反应，使溶液经溶胶-凝胶化过程得到凝胶，凝胶经加热（或冷 冻）干 燥、锻烧得到产品。该法得到的粉末均匀，分散性好，纯度高，煅烧温 度低，反应易控制，副反应少，工艺操作简单，但原料成本较高。（3）沉淀法A、直接沉淀法 其反

35、应机量为：Ti0S04+2NH3 H20 TiO（OH）2（ + （NH4）2 S04TiO（OH）2 Ti02（s）+H20该法操作简单易行，产品成本较低，对设备、技术要求不太苛刻，但沉淀洗 涤困难，产品中易引入杂质，而且粒子分布较宽。B、均匀沉淀法 均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来，在该法中，加入沉液剂（如尿素），不立刻与被沉淀物质发生反应， 而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成。该法得到的产品颗粒均匀、 致密，便于过滤洗涤，是目前工业化看好的一种方法。固相法合成纳米二氧化钛固相法合成纳米TiO2是利用固态物料热分解或固-固反应进行的。它包括

36、氧 化还原法、热解法和反应法。在此介绍常用的偏钛酸热解法制备纳米TiO2。该 法制得的纳米 TiO2 粒径分布较宽，工艺简单，操作易行，可批量生成。具有可遗传毒性美国科学家综合研究后得出结论,在日常生活中随处可见的二氧化钛(TiO2) 纳米粒子，会造成小鼠全身性遗传损伤。该发现再次引起了对纳米粒子安全性的 关注。相关研究成果发表在近期的癌症研究杂志上。过去,二氧化钛纳米粒子被视为是无毒的,因为它们不会激起化学反应。但 美国加州大学洛杉矶分校 强森综合癌症研究中心病理学、放射肿瘤学和环境卫 生科学教授罗伯特席斯特尔的研究表明，二氧化钛纳米粒子一旦进入体内，会 在不同器官中累积，导致单链和 双链D

37、NA断裂，并造成染色体损伤以及炎症， 从而增加患上癌症的风险。研究人员给实验小鼠的饮用水中加入了二氧化钛纳米粒子，在饮用这种水后 的第五天，小鼠体内便呈现出遗传损伤。席斯特尔指出，钛本身具有化学惰性，但当粒子变得越来越小后，反过来其 表面相应会变得越来越大，粒子表面与环境间相互作用，会引发氧化应激反应 这些粒子太小，可以到达身体的任何部位，甚至可以穿过细胞，并干扰亚细胞机 制，而身体却没有办法来消除它们。这是一种新型的毒性机制，亦是一种物理化学反应。“可能某些自发性癌症 就与暴露在这些粒子之中有关。”席斯特尔说，“对于这些纳米粒子，有些人会 比其他人更敏感。我认为人们对这些纳米粒子的毒性研究还

38、不充分。”席斯特尔称，研究首次显示了纳米粒子具有如此效果。他说：“这是第一个 关于二氧化钛纳米粒子引发的遗传毒性的全面研究，这种遗传毒性可能由与发炎 或氧化应激相关的次级机制引发的。目前这些纳米颗粒的应用在逐渐扩大，此类 发现引起了对于其潜在健康危害的关注。”席斯特尔指出，二氧化钛纳米粒子的制造是一个庞大的产业，年产量大约200 万吨。不仅在油漆、 化妆品、防晒油和维生素中含有这种粒子，在牙膏、 食用色素、营养品以及其他数百种个人护理产品中都可以找到它的身影。席斯特 尔建议人们使用乳液防晒油，因 为纳米粒子不能通过皮肤，而喷雾防晒产品可 能被吸入体内，使得纳米粒子在肺部聚积。接下来，席斯特尔和他的小组将继续研究，分析有DNA修复缺陷的老鼠暴露 在这种纳米粒子环境下的状况，希望能找到一种方法来预测哪些人会对这类纳米 粒子特别敏感。开放分类：