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纳米二氧化钛的制备与应用*

2011-08-15曹龙海梁泰硕

黑龙江科学 2011年3期

曹龙海,梁泰硕,徐 磊

(黑龙江省科学院石油化学研究院,黑龙江哈尔滨150040)

纳米二氧化钛(TiO2)具有比表面积大、磁性强、光吸收性好、表面活性大、热导性好、分散性好等性能。纳米TiO2在光催化领域环境治理方面具有举足轻重的地位,可应用在环保中的各个领域,它在环境污染治理中将日益受到人们的重视,具有广阔的应用前景,因此制备高光催化性能的纳米TiO2,拓展纳米二氧化钛的应用也是学者研究的重点。

1 纳米二氧化钛的制备方法

1.1 气相法

气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体,使之在气体状态下发生物理变化或化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法。

1.1.1 TiCl4气相氧化法

气相氧化法采用氮气携带TiCl4和氧气分别预热后在反应器内反应。华东理工大学[1]首先让可燃气体与过量氧气燃烧,生成高温含氧气流,然后再与经过预热的气体TiCl4(含微量晶型转化促进剂)呈一定角度交叉混合,使反应在高速下进行,同时采用外部急冷的方法,使反应物迅速冷却,从而获得高金红石型含量的纳米TiO2。该工艺的关键是喷嘴和反应器结构的设计、纳米TiO2遇冷壁结疤、产品的收集等问题。

1.1.2 气相水解法

气相水解法又称为火焰水解法[2],其原理是:将TiCl4气体导入高温(700~1000℃)氢氧焰中进行高温水解制备纳米TiO2,或将钛醇盐的水解反应移至气相反应中,该法最早由德国迪高沙公司开发成功。该工艺制得的粉体晶型一般是锐钛矿和金红石的混合型,该工艺的特点是生产过程较短,自动化程度高。……

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