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| 納米鈦白粉的制備工藝研究進(jìn)展 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-08-14 11:19:19 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/遠(yuǎn)志）納米鈦白（指單個(gè)粒子的直徑小于100nm 的鈦白粉）自 20 世紀(jì) 80 年代后期問(wèn)世以來(lái)，由于粒子的細(xì)小、比表面積的擴(kuò)大而產(chǎn)生了較常規(guī)材料所不具備的特殊效應(yīng)，如量子效應(yīng)、隧道效應(yīng)、獨(dú)特的顏色效應(yīng)，以及其所具有的光催化作用及紫外屏蔽等功能，在汽車(chē)工業(yè)、防曬化妝品、廢水處理、殺菌、環(huán)保、陶瓷、涂料等領(lǐng)域有著特殊的用途。因此，近年來(lái)納米鈦白得到廣泛的關(guān)注和研究。
通常將納米鈦白的制備方法大致分為兩類(lèi)：氣相法和液相法。其中氣相法包括氣相氧化法和氣相水解法。氣相氧化法是將高純度的四氯化鈦高溫下氧化，生成非常光亮的納米二氧化鈦，它適合大規(guī)模生產(chǎn)，但副產(chǎn)物的腐蝕性強(qiáng)，投資大，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)材料要求高，要耐高溫、耐腐蝕，裝置難以維修，研究開(kāi)發(fā)難度大；氣相水解法是將高純度的四氯化鈦在氫焰中進(jìn)行高溫水解而制得納米二氧化鈦，它具有產(chǎn)品純度高、工藝復(fù)雜和投資大的特點(diǎn)。
液相法則包括均勻沉淀法、萃取法、溶膠－凝膠法等。均勻沉淀法以硫酸法制備鈦白粉工藝的中間產(chǎn)物——鈦液為原料，外加金紅石型二氧化鈦晶種為促進(jìn)劑，以十二烷基磺酸鈉為表面活性劑，尿素為沉淀劑，制備出納米金紅石型二氧化鈦粒子；萃取法也以硫酸法鈦白生產(chǎn)過(guò)程的中間產(chǎn)品——鈦液為原料，采用萃取法將TiO 2 轉(zhuǎn)為有機(jī)物溶膠，再將此溶膠蒸餾制成納米鈦白粉體；溶膠－凝膠法一般以鈦醇鹽及無(wú)水乙醇為原料，加入少量水及不同的酸或有機(jī)聚合添加劑，經(jīng)攪拌、陳化制成穩(wěn)定的涂膜溶膠，再利用溶膠將TiO 2附著在各種載體上?？偟膩?lái)講，液相法較易控制納米鈦白的粒徑，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)量低。目前，液相法是研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，其中獲得工業(yè)應(yīng)用的方法主要有以下幾種。
1 料漿法
料漿法是一種十分成熟的方法，目前，國(guó)內(nèi)外多采用此法制備負(fù)載型催化劑。而采用料漿法制備納米TiO 2薄膜的具體過(guò)程是：以納米TiO 2粉末為原料，將其分散在加有添加劑的水中制成TiO 2漿液，再將其負(fù)載在載體上，一定溫度下干燥后，洗去附著不牢的TiO 2粉末，即可用于光催化反應(yīng)。此法的特點(diǎn)是：可保持粉末良好的光催化性能；涂層厚度不易控制。
2 液相沉淀法
液相沉淀法以硫酸法鈦白粉廠的中間產(chǎn)品鈦液 ( TiOSO4 ) 為原料，以工業(yè)尿素為沉淀劑，生成偏鈦酸沉淀，再加入大約0.01 mol/L 的硫酸和去離子水，以及溶膠劑與表面活性劑，然后絮凝分離、噴霧干燥、回轉(zhuǎn)窯煅燒，獲得納米TiO 2粒子。根據(jù)煅燒時(shí)所采用的不同溫度，可以得到不同晶型的產(chǎn)品，其中550 ℃煅燒所得產(chǎn)物為銳鈦礦晶型，大于750 ℃煅燒所得產(chǎn)物為金紅石型。該方法制備的納米TiO 2粒徑為20 ～ 50 nm，收率達(dá)90% 以上。
3 溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是一種十分重要的方法，它一般以鈦醇鹽及無(wú)水乙醇為原料，加入少量水及不同的酸或有機(jī)聚合添加劑經(jīng)攪拌、陳化制成穩(wěn)定的涂膜溶膠。再利用溶膠將TiO 2附著在各種載體上。溶膠-凝膠法的特點(diǎn)是：TiO 2膜與載體結(jié)合牢固，不易脫落；控制灼燒溫度可得到所需晶相的TiO 2膜，膜的厚度可控制。
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