近年來(lái),納米鈦白粉由于其光穩(wěn)定性、’無(wú)毒而成為光電太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換電最普遍使用的材料,具有量子尺寸CdS對(duì)多孔多晶納米二氧化鈦電極的敏化作用,在單色光照射下,光電轉(zhuǎn)率達(dá)6%;經(jīng)三雙吡啶釕敏化的納米二氧化鈦PEC電池,在模擬太陽(yáng)下,光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)12%,光電流密度大于12A/cm2。1997年和1998年,我國(guó)已有研究人員完成了導(dǎo)電高聚物與納米二氧化鈦的復(fù)合,材料能卓越。
此外,納米鈦白粉具有的優(yōu)異紫從線屏蔽作用、透明性以及無(wú)毒等特點(diǎn),使其成為防曬霜類護(hù)膚產(chǎn)品的理想添加材料;在色母粒中具有良好的分散性,因而采用納米鈦白粉制備的塑料包裝材料透明性很高;因其具有的防紫外線性能及無(wú)毒性,可用作天然和人造纖維的良好紫外線屏蔽劑。同時(shí),納米鈦白粉還可用作樹脂油墨著色劑、硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑、固體潤(rùn)滑劑的添加劑、高效光敏催化劑、吸附劑等。在國(guó)外,納米鈦白粉在防曬化妝品、高級(jí)轎車金屬面漆、電子工業(yè)、復(fù)印機(jī)行業(yè)、高壓絕緣材料、集成電路基板、熒光管等方面已有廣泛應(yīng)用。
目前,納米鈦白粉的制備方法大致可分為兩類,即氣相法和液相法。其中氣相法包括氣相氧化法和氣相水解法。氣相氧化法是將高純度的四氯化鈦高溫下氧化,生成非常光亮的納米二氧化鈦,它適合大規(guī)模生產(chǎn),但副產(chǎn)物的腐蝕性強(qiáng),投資大,設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,材料要求耐高溫、耐腐蝕,研究開發(fā)難度大;氣相水解法是將高純度的四氯化鈦在氫焰中進(jìn)行高溫水解而制得納米二氧化鈦,它具有產(chǎn)品純度高,工藝復(fù)雜和投資大的特點(diǎn)。
液相法包括均勻沉淀法、萃取法、溶膠一凝膠法等。均勻沉淀法以硫酸法制備鈦白粉工藝的中間產(chǎn)物一一鈦液為原料,外加金紅石型二氧化鈦晶種為促進(jìn)劑,以十二烷基磺酸鈉為表面活性劑,尿素為沉淀劑,制備出納米金紅石型二氧化鈦粒子;萃取法也以硫酸法鈦白生產(chǎn)過(guò)程的中間產(chǎn)品一一鈦液為原料,采用萃取法將二氧化鈦轉(zhuǎn)為有機(jī)物溶膠,再將
此溶膠蒸餾制成納米鈦白粉體;溶膠一凝膠法一般以鈦醇鹽及無(wú)水乙醇為原料,加入少量水及不同的酸或有機(jī)聚合添加劑,經(jīng)攪拌、陳化制成穩(wěn)定的涂膜溶膠,再利用溶膠將二氧化鈦附著在各種載體上。總的來(lái)講,液相法較易控制納米鈦白的粒徑,但生產(chǎn)周期長(zhǎng),產(chǎn)量低。
由于納米二氧化鈦粉末的強(qiáng)極性,在極性介質(zhì)中易于凝聚,從而影響其優(yōu)異性能的發(fā)揮。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,必須對(duì)納米二氧化鈦粉末進(jìn)行表面處理,這也是納米鈦白粉工業(yè)化生產(chǎn)中必不可少的關(guān)鍵步驟,并直接影響產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。目前的處理措施是在其表面包覆一層無(wú)機(jī)物或有機(jī)物膜以避免粉末粒子的團(tuán)聚,今后的研究重點(diǎn)在于選擇合適的修飾劑,在通常條件下表面包覆的實(shí)現(xiàn)以及化學(xué)原理的理論研究等方面。
不斷揭示新的特性。納米技術(shù)是未來(lái)全球科技發(fā)展能九大關(guān)鍵技術(shù)之一,與其他納米材料一樣,納米鈦白粉由于其單個(gè)粒子的尺寸極小,比表面能大,粒子極易團(tuán)聚.因此納米鈦白粉的分散性問題依然是未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)急待解決的技術(shù)核心,這也是納米鈦白粉研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。另外納米鈦白粉在環(huán)保、塑料、涂料等相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)同樣具有重大意義。相信隨著人們對(duì)納米鈦白粉特殊性能及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷展示,它必將顯示出越來(lái)越廣泛的發(fā)展前景。