什么是纳米钛白粉及其用途

钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。中国目前已经是继美国后第二大的钛白粉消耗国，而且增长势头迅猛，潜力也非常大。

　　1 前言

　　纳米材料是一种新兴材料，一般是指粒径小于 100 nm 的超微颗粒。这种超微颗粒具有表面积大，表面活性高，良好的催化特性，它既具有金属又具有非金属的特异性能。随着现代科学技术的迅速发展，纳米材料的应用也越来越广泛，对其要求也越来越高。就纳米二氧化钛而言，由于它具有极大的体积效应、表面效应、光学特性、颜色效应，故在光、电及催化等方面显示出其特殊性质，所以它作为一种新型材料，其应用领域日益广泛。

　　2 纳米 TiO 2 粉体的制备

　　由于纳米 TiO 2 具有许多优异性能，其用途相当广泛，因而其制备受到国内外的极大关注。目前制备纳米 TiO 2 粉体的方法主要有两大类：物理法和化学法。

　　2.1物理法

　　制备纳米 TiO 2 粉体的物理法主要有溅射，热蒸发法及激光蒸发法。物理法制备纳米粒子是最早的方法，它的优点是设备相对来说比较简单，易于操作和易于对粒子进行分析，能制备高纯粒子，还可制备薄膜和涂层。它的产量较大，但成本较高。

　　3 纳米 TiO 2 的应用

　　由于纳米超微粒子具有特殊性能，这就决定了它在各个领域中具有广阔的应用前景。

　　3.1在化学工业中的利用

　　催化是纳米超微粒子应用的重要领域之一。利用纳米超微粒子的高比表面积与高活性可以显著地提高催化效率，国际上已作为第四代催化剂进行研究和开发。纳米 TiO 2 具有很高的化学活性，良好的耐热性和耐化学腐蚀性，可用作性能优良的催化剂、催化剂载体和吸收剂。如纳米 TiO 2 在催化 H 2 S 除去 S 时，显示出相当高的催化活性。此外，纳米 SiO 2 和 TiO 2 的无机或有机复合材料具有特殊功能，这些纳米材料正在开发中。

　　3.2在电子工业产品中的应用

　　纳米 TiO 2 是许多电子材料的重要组成部分，可用于制作纳米敏感材料及纳米陶瓷功能材料。由于纳米粒子尺寸小，比表面积大，表面活性高，所以适合作气敏材料，如有纳米 TiO 2 可制成灵敏度很高的气敏元件。同时，由于纳米相陶瓷一次成型塑性形变是可以实现的，人们利用纳米 TiO 2 一次成型形变制成了纳米 TiO 2 陶瓷，这种陶瓷具有超细晶粒尺寸并保持它们的特性。

　　3.3在环保方面的应用

　　纳米 TiO 2 粒子的光催化作用在环保方面有广阔的用途。国内外有许多文献报道了这方面的进展。英国伦敦和安大略核子技术环境公司，开发了一种新颖的常温光催化技术，采用人工光和纳米二氧化钛催化剂，可将工业废液和污染地下水中的多氯联苯类化合物分解。当污染水通过二氧化钛涂层网络时，只要受到低计量紫外光的照射，便会发生反应，生成活性极强的氢氧自由基，迅速将有机毒物分解为二氧化碳和水。此外，利用纳米 TiO 2 材料作为光催化剂还可催化降解纺织印染业和照相业排出的染料污染物。 随着社会经济的发展，人们越来越重视生活质量和健康水平的提高。抗菌、防腐、除味、净化空气、优化环境将成为人们的追求。当前全球面临着严重的环境污染，纳米 TiO 2 作为而久的光催化剂已被应用在除了水和空气净化之外的各种环境方面的问题。有关资料表明，纳米 TiO 2 对于破坏微观的细菌和气味是有用的。另外还可以使癌细胞失活，对臭味进行控制，对于氮的固化和对于清除油的污染都是十分有效的。

　　3.4在化妆品工业中的应用

　　纳米 TiO 2 具有优异的紫外线屏蔽性，再加上它的透明性（不会在皮肤上残留白色，能厚涂抹）和无毒（不会刺激皮肤引起发炎）等特点，至今已成为防晒化妆品的理想原料。据行业报道，在日本每年已有一定量的纳米 TiO 2 作为防晒剂、化妆品底和口红等产品的添加原料。

　　3.5在医药卫生和食品加工领域的应用

　　纳米结构不仅坚固，而且具有自身对抗外界不纯物质的能力，不易与外界不纯物质结合。同时，纳米级微粒或有机小分子将更有利于人体吸收，能提高药物的效能。因此纳米 TiO 2 在健康卫生及食品工业有广阔的应用前景。有资料报道，已开发出具有抗菌和净化性能的 TiO 2 薄膜陶瓷。另外，纳米 TiO 2 已应用在食品工业中，如作乐百氏奶的添加剂。 此外，纳米 TiO 2 在塑料、涂料等工业也有广泛应用，可用作塑料填料、高级油漆、涂料的原料。

　　4 结论

　　纳米材料是当今新材料研究中最富有活力的，对未来社会经济发展有着十分重要影响的研究领域。纳米 TiO 2 作为其中重要的一员，近年来一直是国内外竞相研究开发的热门课题，其制法日趋完善，其应用领域日益扩大，但在超微颗粒的制备过程中，粒子的团聚是需要解决的一大难题。目前，对用湿化学法制备氧化物超微粉体过程中团聚体形成的机理及其团聚状态的控制已有许多报道，这方面的研究已取得一定进展。就纳米 TiO 2 的制备而言，其沉淀、干燥、煅烧等过程都有可能产生团聚，因此，要实现对粉末团聚状态的控制，就必须对粉末制备的全过程进行控制，从而获得分散性好、性能优良的纳米 TiO 2 粉体。