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纳米氧化物在抗紫外应用中的研究进展 沈红玲，郑水林，龚兆卓，贺洋，白志强，郭美玲 中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京（100083 ） E-mail: shenhongling_8606@126.com 摘 要：随着人们健康意识的增强，现今人们对防晒产品安全性的要求越来越高。因而无机 防晒剂纳米TiO 、纳米ZnO 、纳米SiO 、纳米Al O 、纳米FeO 等，因其无毒、无味、不 2 2 2 3 分解、不变质、吸收紫外线能力强而大受欢迎。本文对近年来国内外抗紫外纳米金属氧化物 的发展情况进行了综合评述，着重介绍了紫外线对人体及其他物质的危害，以及几种用于抗 紫外纳米金属氧化物、纳米复合氧化物的性能、工作原理及研究现状。 关键词：氧化物；抗紫外线；应用 中图分类号：TB32 1. 引言 阳光是世间万物赖以生存、生长不可缺少的物质。到达地面的阳光，一般认为是波长为 290 nm～3000 nm 的波[1]，其中紫外线(UV) 占6 %左右，波长在290nm～320nm 。通常波长 在290 nm 以下称短波紫外线或极短紫外线，即UVC ；波长在290 nm～320 nm 称中波或远 波紫外线，即UVB ；波长在320 nm 以上称长波或近紫外线，即UVA[2] 。其中波长较短的部 分， 对人体及其他物体的危害较大，但上空存在有臭氧等能将其吸收，损害作用有限。近 数十年，随着氟利昂等氟化物使用量剧增，使臭氧层受到破坏，到达地面的紫外线辐射增强。 人们从过去追求日光浴、以黝黑的肤色为审美潮流转为大力研究紫外辐射的防护问题。 紫外辐射对人体有利有弊，但弊大于利。适当的紫外辐射(包括人工光源) 有利于促进 动物体内维生素 D 的合成，防止佝偻病、杀菌、保健。其有害影响主要是损伤人体肌肤， 产生皮炎、红斑、色素沉淀，加速老化，甚至使致癌的可能性增大；刺激眼睛，使白内障等 发病率提高，降低免疫功能，影响生物生长，产生致畸突变；对产业用纺织品来说，曝晒加 速损坏，缩短使用寿命。据报道，近20 年来，紫外辐射影响着重于人体皮肤致红斑效应及 皮肤癌的增加，并认为这些影响有累积作用，童年时代严重的红斑或晒斑和日后致癌有联系 [3] 。 随着人们健康意识的增强，现今人们对防晒产品安全性的要求越来越高。以往多使用有 机化合物二苯甲酮类、邻氨基苯甲酮类、水杨酸酯类、对氨基苯甲酸类、肉桂酸酯类等，作 为紫外线吸收剂，但由于他们不稳定、寿命短，并且副作用较大，具有一定的毒性和刺激性， 存在着发生致癌的可能性(受到光的照射后，有机紫外线吸收剂与皮肤发生作用会导致皮肤 癌) 以及产生化学性过敏等问题。因而无机防晒剂纳米TiO 、纳米ZnO 、纳米SiO 、纳米 2 2 Al O 、纳米FeO 等，因其无毒、无味、不分解、不变质、吸收紫外线能力强而大受欢迎。 2 3 2. 纳米金属氧化物的抗紫外线机理及研究现状 2.1 纳米二氧化钛 由于二氧化钛具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及机理与其粒径有关:当粒径 较大时，对紫外线的阻隔是以反射、散射为主，且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机 理是简单的遮盖，属一般的物理防晒，防晒能力较弱，随着粒径的减小，光线能透过二氧化 钛的粒子面，对长波区紫外线的反射、散射性不明显，而对中波区紫外线的吸收性明显增强。 - 1 - 其防晒机理是吸收紫外线，主要吸收中波区紫外线。由此可见，二氧化钛对不同波长紫外线 的防晒机理不一样，对长波区紫外线的阻隔以散射为主，对中波区紫外线的阻隔以吸收为主 [4] 。 2.1.1 抗紫外线机理 纳米二氧化钛由于粒径小，活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收紫外线，从而对 紫外线有更强的阻隔能力