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辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 纳米二氧化钛制备技术的研究 指 导 教 师 孔建飞 院（系、部） 材料科学与工程 专 业 班 级 材料09-3 学 号 0908010317 姓 名 王彬 日 期 教务处印制 一、选题的目的、意义和研究现状 选题的目的及意义:10-50nm，相当于普通钛白粉粒径1/10?由于纳米二氧化钛具有很强的吸收紫外线能力?奇特的颜色效应?较好的热稳定性?化学稳定性和优良的光学?电学及力学等方面的特性，其中锐钛矿型具有较高的催化效率，金红石型结构比较稳定具有较强的覆盖力?着色力和紫外线吸收能力?因此其催化剂载体?紫外线吸收剂?高效光敏催化剂?防晒护肤化妆品?塑料薄膜制品?水处理?精细陶瓷?生态陶瓷及气敏传感器元件等领域具有广泛和潜在的应用前景? 早在二十世纪早期二氧化钛(TiO2)就已经作为商品被广泛应用于颜料?太阳能板?涂料?牙膏等?1972年Fujishima和Honda发现二氧化钛电极可以在紫外光的照射下分解水[1]?此后人们对二氧化钛的研究热情更加高涨并出现了许多新的研究领域，其中包括对二氧化钛光电性质的研究[2];光催化性质的研究[3];光电化学的研究[4];以及一些光敏电池的研究[5]等?这些应用可以粗略的分为二类:能源方面的应用和环境方面的应用，上述应用大部分是由于二氧化钛本身的性质所决定的，但是也有一部分是二氧化钛经过一些有机或无机染料修饰后拥有的更优秀的性质? 过去的十年中纳米材料和纳米技术被广泛的应用于各项领域，当材料的尺寸越来越小达到纳米尺寸的时候，材料将会出现新的物理和化学现象[6]?材料性质的变化和其微观的形状还有着密切的联系，其中纳米材料独有的性质就是在半导体中电子和空穴可以通过量子限制很好的控制，随着材料尺寸的降低，其表面积和比表面积将出现显著的提高，高比表面积的二氧化钛具有更高的应用价值，可以广泛的应用于生产生活中?并且二氧化钛的粒子尺寸对这些以二氧化钛为基础的设备有着决定性的作用? 对于最具前景的催化剂，二氧化钛在治理环境污染方面扮演着重要的角色[7]?由于其光电性质和分解水的性质人们也对它能够解决能源危机方面给予厚望?近几年在通过修饰的二氧化钛纳米材料方面的研究也取得了突破性的进展降[8-9]我们相信在不久的将来二氧化钛纳米材料将在克服环境污染和能源危机中起到重要的作用?纳米二氧化钛材料中从其形态有又可以分为纳米粒子?纳米棒?纳米线?纳米管等?介孔纳米二氧化钛的制备也在被广泛的研究?但由于二氧化钛带隙较宽(Eg=3.2ev)，使其主要的光吸收范围在紫外光范围内，因此对二氧化钛纳米材料进行掺杂或敏化使其吸收波长移至可见光范围内成为其能够广泛应用的重要技术性问题?随着技术的不断发展，不久的将来还会制备出更优秀的纳米二氧化钛材料，在人类的生产生活在起着重要的作用? 研究现状:TiO2的方法很多，根据所要求制备粒子的性状?结构?尺寸?晶型?用途等而采用不同的制备方法?根据制备原料的不同可分为固相法?气相法和液相法? 1?固相法 固相法是通过固相到固相的变化来制备纳米TiO2粉体，基础的固相法是钛或钛的氧化物按一定的比例充分混合，研磨后进行煅烧，通过发生固相反应直接制得纳米TiO2粉体，或者是再次粉碎得到纳米TiO2粉体[10]?固相法包括热分解法，固相反应法，火花放电法，高能球磨法等?固相法虽然经济，工艺过程和设备简单，但是其耗能大而不够纯，且粒度分布和粒子外貌上不能令人满意，所以主要用于对粉体的纯度和粒度要求不高的情况?如:高能球磨法[11]是靠压碎?击碎等作用，机械粉碎成粉末，可得到粒径为15~50nm的纳米TiO2粉体?该法工艺简单，成本低廉，但颗粒易受污染，得到的TiO2产品纯度不高，粒度分布和晶型不理想? 2?气相法 气相法指直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体，使之在气