无机功能材料PPT课件.pptx

无机功能材料，特别是纳米TiO2，是21世纪科技发展的重要方向，因其独特的性质在众多领域展现出广泛应用前景。纳米技术的兴起使得材料科学有了新的突破，纳米TiO2因其特殊的性能，如颜色效应、光催化活性、紫外线屏蔽能力和化学稳定性，成为研究的热点。 纳米TiO2主要有三种晶型：金红石、锐钛矿和板钛矿。其中，金红石和锐钛矿应用最为广泛，两者皆属于四方晶系。金红石型TiO2的稳定性、覆盖率和着色力优于锐钛矿型，而锐钛矿型在可见光短波部分的反射率较高，带有蓝色色调，且对紫外线的吸收能力较弱，光催化活性却比金红石型更高。 纳米TiO2的光催化性源于其n型半导体特性，禁带宽度宽，能吸收波长小于或等于387.5nm的光子。当吸收光子后，价带中的电子跃迁到导带，产生电子-空穴对。这些电子和空穴分别可以与吸附在TiO2表面的氧和水分子反应，生成强氧化性的物质，有效降解有机污染物。然而，由于电子-空穴对易于复合，寿命短，光响应范围有限，光催化活性受到一定制约。因此，研究焦点在于改进TiO2的制备方法、掺杂金属离子、负载贵金属、表面处理等，以提升光催化效率。 纳米TiO2的紫外线屏蔽性能和可见光透明性使其在防晒产品中占据重要位置。金红石型因其更稳定的晶体结构和更高的折射率，对于紫外线的散射能力更强，更适合用作防晒剂。纳米TiO2粒径小于可见光波长的一半，导致可见光能绕过颗粒，保持涂膜的透明性。 此外，纳米TiO2的表面超双亲性也是其独特性质之一。经过处理的表面在紫外线照射下，接触角减小，水和油都能快速铺展，达到防雾、防露、防污和自洁的效果，广泛应用在玻璃、瓷砖和农用薄膜等材料上。 纳米TiO2的制备方法多样，包括物理气相沉积法（PVD）、化学气相沉积法、胶溶法、溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法、中和水解法、氧化还原法、热解法和反应法等。每种方法都有其特点，例如，PVD法制备的纳米TiO2纯度高、粒径小且分布均匀，但成本较高，技术要求严格。 纳米TiO2作为一种多功能无机材料，其性能优势和广泛应用潜力使其在环保、能源、化妆品等多个领域具有重要价值。通过深入研究和技术创新，有望进一步提升其性能，推动相关行业的发展。