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| 纳米钛白粉的制备工艺研究进展 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2014-08-14 11:19:19 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/远志）纳米钛白（指单个粒子的直径小于100nm 的钛白粉）自 20 世纪 80 年代后期问世以来，由于粒子的细小、比表面积的扩大而产生了较常规材料所不具备的特殊效应，如量子效应、隧道效应、独特的颜色效应，以及其所具有的光催化作用及紫外屏蔽等功能，在汽车工业、防晒化妆品、废水处理、杀菌、环保、陶瓷、涂料等领域有着特殊的用途。因此，近年来纳米钛白得到广泛的关注和研究。
通常将纳米钛白的制备方法大致分为两类：气相法和液相法。其中气相法包括气相氧化法和气相水解法。气相氧化法是将高纯度的四氯化钛高温下氧化，生成非常光亮的纳米二氧化钛，它适合大规模生产，但副产物的腐蚀性强，投资大，设备结构复杂，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，装置难以维修，研究开发难度大；气相水解法是将高纯度的四氯化钛在氢焰中进行高温水解而制得纳米二氧化钛，它具有产品纯度高、工艺复杂和投资大的特点。
液相法则包括均匀沉淀法、萃取法、溶胶－凝胶法等。均匀沉淀法以硫酸法制备钛白粉工艺的中间产物——钛液为原料，外加金红石型二氧化钛晶种为促进剂，以十二烷基磺酸钠为表面活性剂，尿素为沉淀剂，制备出纳米金红石型二氧化钛粒子；萃取法也以硫酸法钛白生产过程的中间产品——钛液为原料，采用萃取法将TiO 2 转为有机物溶胶，再将此溶胶蒸馏制成纳米钛白粉体；溶胶－凝胶法一般以钛醇盐及无水乙醇为原料，加入少量水及不同的酸或有机聚合添加剂，经搅拌、陈化制成稳定的涂膜溶胶，再利用溶胶将TiO 2附着在各种载体上。总的来讲，液相法较易控制纳米钛白的粒径，但生产周期长，产量低。目前，液相法是研究的重点和热点，其中获得工业应用的方法主要有以下几种。
1 料浆法
料浆法是一种十分成熟的方法，目前，国内外多采用此法制备负载型催化剂。而采用料浆法制备纳米TiO 2薄膜的具体过程是：以纳米TiO 2粉末为原料，将其分散在加有添加剂的水中制成TiO 2浆液，再将其负载在载体上，一定温度下干燥后，洗去附着不牢的TiO 2粉末，即可用于光催化反应。此法的特点是：可保持粉末良好的光催化性能；涂层厚度不易控制。
2 液相沉淀法
液相沉淀法以硫酸法钛白粉厂的中间产品钛液 ( TiOSO4 ) 为原料，以工业尿素为沉淀剂，生成偏钛酸沉淀，再加入大约0.01 mol/L 的硫酸和去离子水，以及溶胶剂与表面活性剂，然后絮凝分离、喷雾干燥、回转窑煅烧，获得纳米TiO 2粒子。根据煅烧时所采用的不同温度，可以得到不同晶型的产品，其中550 ℃煅烧所得产物为锐钛矿晶型，大于750 ℃煅烧所得产物为金红石型。该方法制备的纳米TiO 2粒径为20 ～ 50 nm，收率达90% 以上。
3 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是一种十分重要的方法，它一般以钛醇盐及无水乙醇为原料，加入少量水及不同的酸或有机聚合添加剂经搅拌、陈化制成稳定的涂膜溶胶。再利用溶胶将TiO 2附着在各种载体上。溶胶-凝胶法的特点是：TiO 2膜与载体结合牢固，不易脱落；控制灼烧温度可得到所需晶相的TiO 2膜，膜的厚度可控制。
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