二氧化钛的应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,新型环境净化材料,纳米二氧化钛,姓名：,学号：,班级：,目录,TiO,2,的结构,纳米,TiO,2,的性质,纳米,TiO,2,的应用,纳米,TiO,2,的应用前景,纳米,TiO,2,简介,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。,TiO,2,俗称钛白粉，它主要有两种结晶形态：锐钛型（,Anatase,）（简称,A,型）和金红石型（,Rutile,）（简称,R,型）,5,。金红石型,TiO2,比锐钛型,TiO2,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,TiO2,在可见光短波部分的反射率比金红石型,TiO2,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,6,。在一定条件下，锐钛型,TiO2,可转化为金红石型,TiO2,。,TiO,2,的结构,晶格结构,二氧化钛有,板铁矿,、,锐铁矿,和,金红石,三种晶体结构，其组成结构的基本单位均是,TiO,6,八面体，区别在于,TiO,6,八面体通过共用顶点还是共边组成骨架，见图,(a),。锐钛矿结构是由,TiO,6,八面体,共边,组成，而金红石和板钛矿结构则是由八面体,共顶点且共边,组成。,纳米,TiO,2,的性质,1.,晶型的性质,TiO,2,存在金红石型、锐钛型、板钛型等三种主要晶型。,2.,光学性质,由于,TiO,2,纳米粒子既能,散射,又能,吸收,紫外线，故它具有很强的紫外线屏蔽性。,3.,半导体性能,由于存在着显著的,量子尺寸,效应，纳米,TiO,2,具有特殊的光物理和光化学性质,。,4.,光催化,基于纳米二氧化钛的特殊晶体结构和面结构，纳米二氧化钛具有优异,光催化性能,。,借助于太阳光中的,3,4,的紫外光，利用二氧化钛作载体处理有机污染物，称为光催化降解处理技术,。,TiO,2,的应用,纳米,TiO,2,作为一种,21,世纪的新型多功能材料，广泛应用于环境保护、化妆品、涂料、特殊材料的制备以及医药等方面。下面主要讲述,纳米,TiO,2,在环境保护方面的的应用,。,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,TiO,2,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。,2,.,抗菌,除臭,抗菌是指,TiO2,在光照下对环境中微生物的抑制或杀灭作用。,TiO2,光催化剂对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有很强的杀菌能力。当细菌吸附于由纳米二氧化钛涂敷的光催化陶瓷表面时，,TiO2,被紫外光激发后产生的活性超氧离子自由基,和羟基自由基,能穿透细菌的细胞壁，破坏细胞膜质，进入菌体，阻止成膜物质的传输，阻断其呼吸系统和电子传输系统，从而有效地杀灭细菌，并抑制细菌分解有机物产生臭味物质,(,如,H2S,、,SO2,、硫醇等,),。,因此，纳米,TiO2,能净化空气,具有除臭功能。,3.,处理无机污水,除,有机物外，许多无机物在,TiO,2,，表面也具有光学活性，例如无机污水中,的,Cd6+,接触到,TiO,2,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,Cd6+,降解,为毒性较低或无毒,的,Cd3+,从而起到净化污水的作用；一些重金属离子,如,Pt3+,、,Hg2+,，,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。,4.,防雾,TiO,2,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,的全性。,5.,对氟里昂的降解,由于氟里昂有良好的致冷效果而被广泛应用于冰箱、空调中，但它们能消耗空气中的臭氧，同时自身不易分解，造成了严重的臭氧空洞，危害了人们的健康。而,TiO,2,对于,CFCl,3,的降解具有良好的光催化活性，用,TiO,2,/WO,3,体系降解,CFCl,3,，在,100h,内保持催化效率高于,99.6%,。,另外，,TiO,2,可降解某些塑料，达到消除白色污染的功能。,TiO,2,还对其它物质有降解功能，比如冯良荣等人研究发现纳米,TiO,2,对表面活性剂,SDBS,的降解有很好的效果。,6,对氟里昂的降解,由于氟里昂有良好的致冷效果而被广泛应用于冰箱、空调中，但它们能消耗空气中的臭氧，同时自身不易分解，造成了严重的臭氧空洞，危害了人们的健康。而,TiO,2,对于,CFCl,3,的降解具有良好的光催化活性，用,TiO,2,/WO,3,体系降解,CFCl,3,，在,100h,内保持催化效率高于,99.6%,。,另外，,TiO,2,可降解某些塑料，达到消除白色污染的功能。,TiO,2,还对其它物质有降解功能，比如冯良荣等人研究发现纳米,TiO,2,对表面活性剂,SDBS,的降解有很好的效果。,7.,自清洁,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,薄层有很好的保洁作用。纳米,TiO2,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。,8.,对有机废水的处理,纳米,TiO,2,复合材料对有机废水的处理，效果十分理想。潭湘萍采用新型载银,TiO,2,的,TSA,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%,。,方佑龄等人用浸渍法制备了漂浮于水面上的,TiO,2,光催化剂，研究了其对辛烷的光催化分解。这为解决海洋石油污染提供了一种切实可行的办法。,余家国等人研究了在太阳光照射下用多孔纳米,TiO,2,薄膜处理水溶液中的敌敌畏有很好的效果。,纳米,TiO,2,还可有效地用于含,CN,的工业废水的光催化降解。,纳米,TiO,2,其他方面的应用,涂料纳米氧化钛,汽车漆专用纳米氧化钛,防晒化妆品用金红石纳米二氧化钛,化妆品专用纳米二氧化钛,纳米,TiO,2,的应用前景,随着环境保护的发展，纳米,TiO,2,以其突出的环境功能，迅速成为环保领域研究热点。纳米,TiO,2,因为其巨大的比表面积、良好的化学稳定性、优异的光催化性，具有杀菌、防紫外线、防雾及自清洁、光电转化、光催化等作用。特别在污水处理方面，潜力无穷。,谢谢观赏,