概述  ： 二氧化鈦?zhàn)匀淮嬖谟阝伒V和金紅石等鈦礦石中。其分子結(jié)構(gòu)使之具有高亮度和遮蓋性，但首先必須經(jīng)過(guò)化學(xué)提取和純化。60多年前，杜邦公司發(fā)明氯化法二氧化鈦生產(chǎn)工藝，因其相對(duì)于陳舊的硫酸法工藝，能在制造高品質(zhì)顏料產(chǎn)品的同時(shí)，減少環(huán)境排放和能源消耗，目前已成為全球*的技術(shù)。
二氧化鈦（或稱 TiO2）是工業(yè)界使用最廣泛的白色顏料，應(yīng)用在建筑、工業(yè)和汽車用涂料；家具、電器、塑料帶及塑料盒用塑料；高檔雜志、宣傳畫冊(cè)和附膜用的紙張，以及墨水、橡膠、皮革和彈性體等特種產(chǎn)品。    

顯色反應(yīng)取試樣0.5g，加硫酸5ml，緩緩加熱至出現(xiàn)硫酸煙霧后冷卻。謹(jǐn)慎地用水稀釋至約100ml后過(guò)濾。取5ml透明濾液，加過(guò)氧化氫數(shù)滴，應(yīng)立即出現(xiàn)橘紅色。    

含量分析  ：精確稱取預(yù)經(jīng)105℃干燥3h的試樣約300mg，移入250ml燒杯中，加硫酸20ml和硫酸銨7～8g，混勻。在加熱板上加熱至出現(xiàn)硫酸煙霧，繼續(xù)在強(qiáng)火焰上加熱至試樣溶解，或明顯地看出不溶殘?jiān)枪栀|(zhì)物。冷卻，用100ml水小心稀釋后攪勻。在攪拌下小心加熱至沸，俟不溶物沉降后過(guò)濾。把全部殘?jiān)迫脒^(guò)濾器，用冷的稀硫酸試液(TS-241)充分洗滌。用水稀釋濾液和洗液至200ml，小心地加濃氨試液(TS-14)約10ml，以降低酸濃度至約5%(以硫酸體積計(jì))。

 

用途   ：白色無(wú)機(jī)顏料。是白色顏料中著色力*的一種，具有優(yōu)良的遮蓋力和著色牢度，適用于不透明的白色制品。金紅石型特別適用于室外使用的塑料制品，可賦予制品良好的光穩(wěn)定性。銳鈦型主要用于室內(nèi)使用制品，但略帶藍(lán)光，白度高、遮蓋力大、著色力強(qiáng)且分散性較好。鈦白粉廣泛用作油漆、紙張、橡膠、塑料、搪瓷、玻璃、化妝品、油墨、水彩和油彩的顏料，還可用于冶金、無(wú)線電、陶瓷、電焊條的制造。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)納米級(jí)二氧化鈦具有某些特殊用途，如可用于防曬化妝品、木器保護(hù)、食品包裝材料、農(nóng)用塑料薄膜、天然纖維和人造纖維、透明外用耐久型面漆及效應(yīng)顏料，也可用作高效光催化劑、吸附劑、固體潤(rùn)滑劑的添加劑等。    

上海紫一試劑廠專注電池類新材料的開發(fā)

納米二氧化鈦半導(dǎo)體的光催化特性及其應(yīng)用

自從 1972 年 Fujishima 和 Honda 發(fā)現(xiàn)受輻射 的TiO2 表面能發(fā)生水的持續(xù)氧化還原反應(yīng)以來(lái), 以其為代表的光催化材料已得到廣泛的研究與應(yīng) 用。用納米 TiO2 與其他的納米 材料進(jìn)行復(fù)合, 發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異的光吸收及紅外線 反射等光學(xué)特性。本文就納米 TiO2 的光催化特 性原理及應(yīng)用, 以及今后的發(fā)展方向作了簡(jiǎn)要的 介紹 。 1 基本原理 1.1 納米微粒的基本理論[ 1] 納米材料是指微粒尺寸為納米級(jí)(10 -9m)的 超細(xì)材料。它的微粒尺寸大于原子簇 , 小于通常 的微粒 ,一般為 10 0 ～ 10 2 nm。由于納米 TiO2 特有 的處于宏觀與微觀之間的介觀層次, 使其具有與 常規(guī)材料不同的物理和化學(xué)性質(zhì)。 1.1.1 量子尺寸效應(yīng) 當(dāng)粒子尺寸下降到某一值時(shí) , 金屬費(fèi)米能級(jí) 附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí) ,納米半 導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)的*被占據(jù)分子軌道和最 低未被占據(jù)的分子軌道能級(jí), 能隙變寬 。由此導(dǎo) 致的納米微粒的催化 、電磁 、光學(xué) 、熱學(xué)和超導(dǎo)等 微觀特性和宏觀性質(zhì)表現(xiàn)出與宏觀塊體材料顯著 不同的特點(diǎn)。 1.1.2 表面效應(yīng) 納米微粒尺寸小 ,位于表面的原子占相當(dāng)大 的比例,具有非常大的比表面積,因此具有非常高 的吸附能力。同時(shí), 由于表面原子數(shù)增多,原子配 位嚴(yán)重不足,很容易與其他原子結(jié)合而趨于穩(wěn)定, 所以具有很高的化學(xué)活性 。從表 1 可以看出納米 粒子表面原子所占比例隨納米顆粒尺寸的減小而 急劇增大 。 表 1 納米微粒尺寸與表面原子數(shù)的關(guān)系 納米微粒尺寸 / nm 包含總原子數(shù)/ 個(gè) 表面原子 所占比例/ % 10 3×10 4 20 4 4×10 3 40 2 2.5×10 2 80 1 30 99 1.1.3 介電限域效應(yīng) 納米微粒分散在異質(zhì)介質(zhì)中由界面引起體系 介電增強(qiáng)。一般來(lái)說(shuō) , 納米微粒的介電限域?qū)?吸收 、光化學(xué)、光學(xué)非線性等會(huì)有重要的影響 ,故 在分析半導(dǎo)體材料的光學(xué)現(xiàn)象時(shí), 既要考慮量子 尺寸效應(yīng), 又要考慮介電限域效應(yīng)。Brus 根據(jù)球箱 勢(shì)阱模型確定了吸收帶隙與粒子半徑的關(guān)系方程: E(r)=Eg(r =∞)+π 2 h 2 /2 μr 2- 1 .786e 2 / εr -0 .248ERY 式中:E(r)為納米微粒的吸收帶隙 ;Eg(r =∞)為 體相的帶隙 ;r 為粒子半徑 ;μ=[ 1/me - +1/mh +] -1 為粒子的折合質(zhì)量 ;其中 me -和 mh +分別為電子和空穴的有效質(zhì)量;右邊第 2 項(xiàng)為量子限域能 ,它 的增大可以使 E(r)增大 , 從而產(chǎn)生藍(lán)移;第 3 項(xiàng) 為電子 —空穴對(duì)的庫(kù)侖作用能, 它的增加使 E(r) 降低, 引起紅移 。第 4 項(xiàng)為有效的里德伯量 ,ERY =[ μe 4 /2π 2 h 2 ] 。由于第 2 項(xiàng)比第 3 項(xiàng)隨顆粒半徑 減小而增大的幅度大得多 ,因此, 粒子半徑越小, 半導(dǎo)體的帶隙能越大 ,吸收波長(zhǎng)越短,總的效果是 發(fā)生藍(lán)移 。 1.1.4 小尺寸效應(yīng) 當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與光波波長(zhǎng) 、德布羅意波 長(zhǎng)以及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度或透射深度等物理特征 尺寸相當(dāng)或更小時(shí) , 晶體周期性的邊界條件將被 破壞, 可出現(xiàn)非晶態(tài)納米微粒的顆粒表面層附近 原子密度峰的等離子共振頻移;磁有序態(tài)向磁無(wú) 序態(tài) 、超導(dǎo)相向正常相的轉(zhuǎn)變等。如納米 TiO2 在 773K 加熱呈現(xiàn)出明顯的致密化, 而晶粒僅有微小 的增加, 致使納米微粒 TiO2 在比大晶粒樣品低 873K 的溫度下燒結(jié)就能達(dá)到類似的硬度 。

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