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納米鈦白粉及其用途

[ 信息發布:本站 | 發布時間:2008-12-23 | 瀏覽:110 ]

鈦白粉被認為是目前世界上性能最好的一種白色顏料,廣泛應用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業。中國目前已經是繼美國后第二大的鈦白粉消耗國,而且增長勢頭迅猛,潛力也非常大。


1 前言


納米材料是一種新興材料,一般是指粒徑小于 100 nm 的超微顆粒。這種超微顆粒具有表面積大,表面活性高,良好的催化特性,它既具有金屬又具有非金屬的特異性能。隨著現代科學技術的迅速發展,納米材料的應用也越來越廣泛,對其要求也越來越高。就納米二氧化鈦而言,由于它具有極大的體積效應、表面效應、光學特性、顏色效應,故在光、電及催化等方面顯示出其特殊性質,所以它作為一種新型材料,其應用領域日益廣泛。


2 納米 TiO 2 粉體的制備


由于納米 TiO 2 具有許多優異性能,其用途相當廣泛,因而其制備受到國內外的極大關注。目前制備納米 TiO 2 粉體的方法主要有兩大類:物理法和化學法。


2.1物理法


制備納米 TiO 2 粉體的物理法主要有濺射,熱蒸發法及激光蒸發法。物理法制備納米粒子是最早的方法,它的優點是設備相對來說比較簡單,易于操作和易于對粒子進行分析,能制備高純粒子,還可制備薄膜和涂層。它的產量較大,但成本較高。




3 納米 TiO 2 的應用


由于納米超微粒子具有特殊性能,這就決定了它在各個領域中具有廣闊的應用前景。


3.1在化學工業中的利用


催化是納米超微粒子應用的重要領域之一。利用納米超微粒子的高比表面積與高活性可以顯著地提高催化效率,國際上已作為第四代催化劑進行研究和開發。納米 TiO 2 具有很高的化學活性,良好的耐熱性和耐化學腐蝕性,可用作性能優良的催化劑、催化劑載體和吸收劑。如納米 TiO 2 在催化 H 2 S 除去 S 時,顯示出相當高的催化活性。此外,納米 SiO 2 和 TiO 2 的無機或有機復合材料具有特殊功能,這些納米材料正在開發中。


3.2在電子工業產品中的應用


納米 TiO 2 是許多電子材料的重要組成部分,可用于制作納米敏感材料及納米陶瓷功能材料。由于納米粒子尺寸小,比表面積大,表面活性高,所以適合作氣敏材料,如有納米 TiO 2 可制成靈敏度很高的氣敏元件。同時,由于納米相陶瓷一次成型塑性形變是可以實現的,人們利用納米 TiO 2 一次成型形變制成了納米 TiO 2 陶瓷,這種陶瓷具有超細晶粒尺寸并保持它們的特性。


3.3在環保方面的應用


納米 TiO 2 粒子的光催化作用在環保方面有廣闊的用途。國內外有許多文獻報道了這方面的進展。英國倫敦和安大略核子技術環境公司,開發了一種新穎的常溫光催化技術,采用人工光和納米二氧化鈦催化劑,可將工業廢液和污染地下水中的多氯聯苯類化合物分解。當污染水通過二氧化鈦涂層網絡時,只要受到低計量紫外光的照射,便會發生反應,生成活性極強的氫氧自由基,迅速將有機毒物分解為二氧化碳和水。此外,利用納米 TiO 2 材料作為光催化劑還可催化降解紡織印染業和照相業排出的染料污染物。 隨著社會經濟的發展,人們越來越重視生活質量和健康水平的提高。抗菌、防腐、除味、凈化空氣、優化環境將成為人們的追求。當前全球面臨著嚴重的環境污染,納米 TiO 2 作為而久的光催化劑已被應用在除了水和空氣凈化之外的各種環境方面的問題。有關資料表明,納米 TiO 2 對于破壞微觀的細菌和氣味是有用的。另外還可以使癌細胞失活,對臭味進行控制,對于氮的固化和對于清除油的污染都是十分有效的。


3.4在化妝品工業中的應用


納米 TiO 2 具有優異的紫外線屏蔽性,再加上它的透明性(不會在皮膚上殘留白色,能厚涂抹)和無毒(不會刺激皮膚引起發炎)等特點,至今已成為防曬化妝品的理想原料。據行業報道,在日本每年已有一定量的納米 TiO 2 作為防曬劑、化妝品底和口紅等產品的添加原料。


3.5在醫藥衛生和食品加工領域的應用


納米結構不僅堅固,而且具有自身對抗外界不純物質的能力,不易與外界不純物質結合。同時,納米級微粒或有機小分子將更有利于人體吸收,能提高藥物的效能。因此納米 TiO 2 在健康衛生及食品工業有廣闊的應用前景。有資料報道,已開發出具有抗菌和凈化性能的 TiO 2 薄膜陶瓷。另外,納米 TiO 2 已應用在食品工業中,如作樂百氏奶的添加劑。 此外,納米 TiO 2 在塑料、涂料等工業也有廣泛應用,可用作塑料填料、高級油漆、涂料的原料。


4 結論


納米材料是當今新材料研究中最富有活力的,對未來社會經濟發展有著十分重要影響的研究領域。納米 TiO 2 作為其中重要的一員,近年來一直是國內外競相研究開發的熱門課題,其制法日趨完善,其應用領域日益擴大,但在超微顆粒的制備過程中,粒子的團聚是需要解決的一大難題。目前,對用濕化學法制備氧化物超微粉體過程中團聚體形成的機理及其團聚狀態的控制已有許多報道,這方面的研究已取得一定進展。就納米 TiO 2 的制備而言,其沉淀、干燥、煅燒等過程都有可能產生團聚,因此,要實現對粉末團聚狀態的控制,就必須對粉末制備的全過程進行控制,從而獲得分散性好、性能優良的納米 TiO 2 粉體。

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