超細二氧化鈦的制備與應用.pdf

1、納米材料被譽為二十一世紀的新材料，其概念在二十世紀中葉被科學界提出后得到了人們廣泛的重視和深入發(fā)展。二十世紀80年代中期以來，隨著微電子器件的迅猛發(fā)展，材料科學研究總的趨勢是向精細、輕、薄、短小、微型多功能方向發(fā)展。而納米材料所表現(xiàn)出的特異化學、機械、電子、磁學及光學性能正好可滿足這一趨勢，從而引起了眾多學科領域的專家和學者的重視。同時也促使人們把研究工作的思路向超細顆粒研究方向調(diào)整。以傳統(tǒng)的硫酸法和氯化法工藝都難以生產(chǎn)出納米尺寸的二氧

2、化鈦。國內(nèi)對納米級二氧化鈦的制備尚處在實驗室研究階段，大都采用價格較高的鈦醇鹽或具有“發(fā)煙”特性的四氯化鈦作為原料，使生產(chǎn)成本提高，生產(chǎn)效益降低。更重要的是沒有很好地利用我國豐富的鈦資源和已有的工業(yè)生產(chǎn)基礎。 本論文主要是研究并優(yōu)化能適合于工業(yè)生產(chǎn)的制備超細二氧化鈦即納米二氧化鈦的方法，并對超細二氧化鈦的用途進行研究。本論文共分以下四個部分。第一部分，主要介紹了超細二氧化鈦的性質(zhì)和用途，并概括了國內(nèi)外對超細二氧化鈦的研究現(xiàn)狀，最

3、后論述了本論文的目的和意義。第二部分，經(jīng)過大量實驗條件探討，成功的利用硫酸氧鈦的水解制備了粒度分布窄的納米二氧化鈦粒子。結(jié)果表明，鈦液水解時總離子濃度為110g/l，熟化時間為20分鐘，最后熱處理溫度為500℃，恒溫時間為2小時，生產(chǎn)出粒徑在2-60nm之間的銳鈦型二氧化鈦，產(chǎn)品質(zhì)量符合企業(yè)標準。第三部分，主要介紹金紅石型超細二氧化鈦的制備，為了使晶型在較低的溫度下轉(zhuǎn)化，經(jīng)過正交試驗總結(jié)出添加有機和無機晶型促進劑分別為草酸和硫酸鋅，加入

4、量分別為二氧化鈦的6％和1％，轉(zhuǎn)化溫度為650℃恒溫3小時，最后得到粒徑為30～60nm的超細金紅石型二氧化鈦。第四部分，主要介紹超細二氧化鈦的應用。納米TiO2微粒具有大的比表面積，其表面原子數(shù)、表面能和表面張力隨粒徑的下降急劇增加，由于其尺寸的細微化，表現(xiàn)出來的小尺寸效應，表面效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等特性導致納米TiO2微粒的熱、光、敏感特性和表面穩(wěn)定性等方面不同于常規(guī)粒子，這就使得它在環(huán)境、信息、材料、能源、醫(yī)療與衛(wèi)