低温制备光催化纳米二氧化钛的研究进展.pdfVIP

2376 助 锨 财 许 低温制备光催化纳米二氧化钛研究进展术 张留学，王秀莲 (中原工学院材料与化工学院，河南郑州450007) 摘要： 综述了近年来具有光催化活性的纳米二氧化 钛颗粒及薄膜的低温制备研究新进展，按水热法、溶胶 氧化钛．二氧化硅溶胶【2，3】，采用旋转涂膜法在硅片或低 一凝胶法及沉淀法分类介绍了纳米二氧化钛的低温制备 的反应原理、产物性能及优缺点，评述了二氧化钛在高 分子材质上的负载化研究进展，并展望了该领域的研究 理，薄膜中的二氧化钛转化为锐钛矿晶型。水蒸汽的水 前景。 解作用引起二氧化钛．二氧化硅体系的相分离，随后的 关键词： 光催化；纳米二氧化钛；低温制备 缩合反应促进了二氧化钛网络结构的重排进而导致结 中图分类号： 0643 文献标识码：A 文章编号： 1001．973l(2007)增刊．2376．03 纳米晶型，颗粒粒径为5～10nm，具有光催化活性【5】、 1 引 言 很高的折射率和抗磨损性【6’71。 半导体纳米二氧化钛粉末及薄膜由于其具有优异 的化学及物理特性，在气敏传感器、光催化剂、自清洁、 备了二氧化钛薄膜【9】。以TTm为前驱体在酸性条件下 化妆品、光学器件、光电池、抗菌材料及多孔材料的原 水热反应制得二氧化钛晶体的悬浮液，室温下在PC及 料等方面有着广泛的应用前景，因而近年来受到广泛关 注并得到深入研究…。二氧化钛一般有3种晶型：锐钛 矿、金红石矿及板钛矿，采用常规化学方法制备的二氧 解作用。由于该方法首先制备晶化的二氧化钛溶胶，因 化钛粉末及薄膜一般晶化程度不高，必须经300℃以上 此可以通过改变反应条件来提高二氧化钛的晶化程度， 的高温后处理才能完全晶化为所需的晶型，如此高的后 这有利于提高制备薄膜的光催化活性。通过改变水热条 处理温度不仅限制了低耐热性材料i如聚合物)作为薄膜 件可以制备不同晶相的二氧化钛，实现对微晶的粒径及 基材的使用，同时也降低了二氧化钛的比表面积，使其 比表面积的调控，以满足不同的需要，这是水热法最吸 性能受到一定的影响。 引人的地方u…。 长期以来，人们希望将纳米二氧化钛固载于聚合物 3溶胶．凝胶法 薄膜或纤维上，制备成具有光催化活性的功能高分子， 以拓宽它的应用范围，进一步改善其性能，因此具有光 溶胶．凝胶法是近年来制备氧化物粉体及薄膜广泛 催化活性的二氧化钛纳米晶的低温制备成为近年来这 采用的方法，用于合成产物的前驱体首先要配制成溶 一领域的研究热点，并取得了很大进展，本文对此领域 液，由于较小的颗粒形成或聚合物的交联作用，使得溶 的研究工作做一介绍。 液变成溶胶，溶胶凝化处理后生成凝胶。在低温阶段所 发生的溶胶到凝胶的转变过程，可以用来制备薄膜涂层 2水热法 或粉体材料。 水热合成法是在密闭体系中，以水或水一有机溶剂 混合体系为溶剂，在一定温度及溶剂的自生压力下使原 始混合物进行反应，在水热条件下发生粒子成核和生 长，生成可控形貌和大小的超细粉体。采用水热法制备 锐钛矿二氧化钛薄膜有两种途径，一是先制备二氧化钛 进行涂膜，90℃干燥后放入去离子水中，加热至沸处理， 薄膜，然后再水热处理使其晶化，二是先水热处理晶化 二氧化钛溶胶，然后再进行涂膜。Imai等首次报道了用 的薄膜【11l 水热后处理法低温制备