納米二氧化鈦（Ti02）
納米二氧化鈦（TiO2）作為一種新型光催化劑、抗紫外線劑、光電效應(yīng)劑等，以其神奇的功能，將在抗菌防霉、排氣凈化、脫臭、水處理、防污、耐候、汽車面漆領(lǐng)域顯示廣泛的應(yīng)用前景。
該系列分為銳鈦礦和金紅石兩種晶型，外觀均為白色粉末狀，相對密度0.80，純度大于99.5，平均粒徑小于30nm，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不溶于水、有機酸和弱無機酸，可溶于硫酸、堿和氫氟酸。
銳鈦型可用作生產(chǎn)光催化觸媒是以納米TiO2摻雜某些金屬或金屬氧化物制成的納米級粉體。該粉體在小于400nm的光照射下，價帶電子被發(fā)到導(dǎo)帶，形成了電子和空穴與吸附于其表面的TO2和H2O作用，生成超氧化物陰離子自由基，這些自由基具有光觸化分解有害氣體、有機污染物和光催化抗菌的功能，可廣泛應(yīng)用于抗菌、空氣凈化和污水處理等領(lǐng)域。此外，本品還具有產(chǎn)品成本低、穩(wěn)定性好、光催化活性高、吸收光波范圍較寬等優(yōu)點
利用金紅石型納米二氧化鈦的紫外線屏蔽性和高耐候性，以及光催化效應(yīng)來降解氧化物（NOX）、硫氧化物（SOX）等，還可以有效地治理工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放所造成的大氣污染，其原理是將有機或無機污染物進行氧化還原反應(yīng)，生成水、二氧化碳、鹽等，從而凈化空氣。
此外，添加約1%納米二氧化鈦的抗菌塑料，可廣泛應(yīng)用于食品包裝、電器、家具、餐具、公共設(shè)施等，以防止病菌的繁殖和交叉感染?？咕w維可制作醫(yī)療用品等，還可生產(chǎn)除臭的保健紡織品、衛(wèi)生紡織品等，以提供安全有效的保健功能。
技術(shù)指標：
項目/品種 銳鈦礦型 金紅石型
外觀 白色粉體 白色粉體
二氧化鈦含量（％） ＞99.5 ＞99.8
平均粒徑（nm） ≤20 ≤30
比表面積（m2/g） ≥120? ≥100
表觀密度 ≤0.30 ≤0.45
水懸浮液pH值 6-7（未處理型） 6-7（未處理型）
干燥失重（％） ≤0.5 ≤0.5
灼燒失重（％） ≤1.0 ≤1.0
水份% ≤1.5 ≤1.5

納米二氧化鈦的抗菌原理
納米二氧化鈦在光催化作用下使細菌分解而達到抗菌效果的。由于納米二氧化鈦的電子結(jié)構(gòu)特點為一個滿 TiO2的價帶和一個空的導(dǎo)帶，在水和空氣的體系中，納米二氧化鈦在陽光尤其是在紫外線的照射下，當電子能量達到或超過其帶隙能時。電子就可從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶，同時在價帶產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，即生成電子、空穴對，在電場的作用下，電子與空穴發(fā)生分離，遷移到粒子表面的不同位置，發(fā)生一系列反應(yīng)，吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘獲電子形成O2 ·，生成的超氧化物陰離子自由基與多數(shù)有機物反應(yīng)(氧化) 。同時能與細菌內(nèi)的有機物反應(yīng)，生成 CO2和 H2O；而空穴則將吸附在TiO2表面的 OH和H2O氧化成·OH,·OH有很強的氧化能力，攻擊有機物的不飽和鍵或抽取H原子產(chǎn)生新自由基，激發(fā)鏈式反應(yīng)，終致使細菌分解。
TiO2 的殺菌作用在于它的量子尺寸效應(yīng)，雖然鈦白粉(普通 TiO2)也有光催化作用，也能夠產(chǎn)生電子、空穴對，但其到達材料表面的時間在微秒級以上，極易發(fā)生復(fù)合，很難發(fā)揮抗菌效果，而達到納米級分散程度的TiO2，受光激發(fā)的電子、空穴從體內(nèi)遷移到表面。只需納秒、皮秒、甚至飛秒的時間，光生電子與空穴的復(fù)合則在納秒量級，能很快遷移到表面，攻擊細菌有機體，起到相應(yīng)的抗菌作用。
?????? 在紫外線作用下，以0.1mg/cm3濃度的超細TiO2可地殺死惡性海拉細胞，而且隨著超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化殺死癌細胞的效率也提高；用TiO2光催化氧化深度處理自來水，可大大減少水中的細菌數(shù)，飲用后無致突變作用，達到安全飲用水的標準。在涂料中添加納米二氧化鈦可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，可應(yīng)用于醫(yī)院病房、手術(shù)室及家庭衛(wèi)生間等細菌密集、易繁殖的場所，可有效殺死大腸桿菌、黃色葡萄糖菌等有害細菌，防止感染。因此，納米納米二氧化鈦能凈化空氣，具有除臭功能。
納米二氧化鈦抗菌特點：對人體安全，對皮膚無刺激性；抗菌能力強，抗菌范圍廣；無臭味、怪味，氣味?。荒退?，儲存期長；熱穩(wěn)定性好，高溫下不變色，不分解，不揮發(fā)，不變質(zhì)；即時性好，納米二氧化鈦抗菌劑僅需1h就能發(fā)揮效果，而其他銀系抗菌劑效果則需約24h；納米二氧化鈦是一種性維持抗菌效果的抗菌劑；具有很好的安全性，科用于食品添加劑等，與皮膚接觸無不良影響。

制備的二氧化鈦及市售Degussa P25對羅丹明B的降解曲線，從圖中可以看出，所制備的二氧化鈦（圖中用TiO2標注）具有很好的光催化活性，在模擬太陽光照射下，大約1小時內(nèi)可實現(xiàn)對污染物的完全降解。而在同等條件下，市售Degussa P25僅只能降解30%左右

納米二氧化鈦（HG-NT25F）用在紡織漿料里面，通過與淀粉的結(jié)合，提高紗線的綜合織造性能，減少PVA的用量，煮漿時間短，降低了漿料成本，提高漿紗效益，也解決了PVA漿料不易退漿、環(huán)境污染等諸多問題。納米二氧化鈦（HG-NT25F）在紗線里主要是替代PVA,起到貼順毛羽，填補缺口，潤滑的作用。
納米二氧化鈦（HG-NT25F）用在紡織漿紗的程序：
1、調(diào)漿過程應(yīng)保持原有的粘度
2、漿紗機的參數(shù)保持穩(wěn)定。
3、先將納米粉體分散成20%的液體
3、納米二氧化鈦粉體的用量：按淀粉重量的1.5-3%
4、純棉上漿中用等量的淀粉代替掉PVA，其他組份不變。
5、調(diào)漿時適當往調(diào)漿桶中加入規(guī)定量的水，然后搖勻液體漿料助劑.
6、加入規(guī)定量淀粉，中速攪拌十分鐘后再投入其他原材料。
7、升溫煮漿，常壓悶漿30分鐘或高壓悶漿20分鐘。
如果漿料配方中有液體聚丙烯酸酯漿料，應(yīng)在漿料升溫到50℃以后再加入此納米助劑

2?納米?TiO?2?粉體的制備?
??由于納米?TiO?2?具有許多性能，其用途相當廣泛，因而其制備受到國內(nèi)外的關(guān)注。目前制備納米?TiO?2?粉體的方法主要有兩大類：物理法和化學(xué)法。?
2.1物理法?
???制備納米?TiO?2?粉體的物理法主要有濺射，熱蒸發(fā)法及激光蒸發(fā)法。物理法制備納米粒子是早的方法，它的優(yōu)點是設(shè)備相對來說比較簡單，易于操作和易于對粒子進行分析，能制備高純粒子，還可制備薄膜和涂層。它的產(chǎn)量較大，但成本較高。

溶膠?——?凝膠法是制備納米粉體的一種重要方法。它具有其特的優(yōu)點，其反應(yīng)中各組分的混合在分子間進行，因而產(chǎn)物的粒徑小、均勻性高；反應(yīng)過程易于控制，可得到一些用其他方法難以得到的產(chǎn)物，另外反應(yīng)在低溫下進行，避免了高溫雜相的出現(xiàn)，使產(chǎn)物的純度高。但缺點是由于溶膠?——?凝膠法是采用金屬醇鹽作原料，其成本較高，其該工藝流程較長，而且粉體的后處理過程中易產(chǎn)生硬團聚。?采用溶膠?——?凝膠法制備納米?TiO?2?粉體，是利用鈦醇鹽為原料。原先通過水解和縮聚反應(yīng)使其形成透明溶膠，然后加入適量的去離子水后轉(zhuǎn)變成凝膠結(jié)構(gòu)，將凝膠陳放一段時間后放入烘箱中干燥。待完全變成干凝膠后再進行研磨、煅燒即可得到均勻的納米?TiO?2?粉體。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下：???在溶膠?——?凝膠法中，終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)在溶液中已初步形成，且后續(xù)工藝與溶膠的性質(zhì)直接相關(guān)，因而溶膠的質(zhì)量是十分重要的。醇鹽的水解和縮聚反應(yīng)是均相溶液轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z的根本原因，控制醇鹽水解縮聚的條件是制備溶膠的關(guān)鍵。因此溶劑的選擇是溶膠制備的前提。同時，溶液的?pH?值對膠體的形成和團聚狀態(tài)有影響，加水量的多少會影響醇鹽水解縮聚物的結(jié)構(gòu)，陳化時間的長短會改變晶粒的生長狀態(tài)，煅燒溫度的變化對粉體的相結(jié)構(gòu)和晶粒大小的影響?？傊?，在溶膠?——?凝膠法制備?TiO?2?粉體的過程中，有許多因素影響粉體的形成和性能。因此應(yīng)嚴格控制好工藝條件，以獲得性能優(yōu)良的納米?TiO?2?粉體。?
2.2.3反膠團或W/O微乳液法?
???反膠團或?W/O?微乳液法是近十年發(fā)展起來的一種新方法。該法設(shè)備簡單，操作容易，并可人為控制合成顆粒的大小，在超細顆粒，尤其是納米粒子的制備方面有特優(yōu)點。?反膠團是指表面活性劑溶解在有機溶劑中，當其濃度超過?CMC?（臨界膠束濃度）后，形成親水極性頭朝內(nèi)，疏水鏈朝外的液體顆粒結(jié)構(gòu)。反膠團內(nèi)核可增溶水分子，形成水核，顆粒直徑小于?100???時，稱為反膠團，顆粒直徑介于?100~2?000?nm時，稱為?W/O?型微乳液。?反膠團或微乳液體系一般由表面活性劑，助表面活性劑，有機溶劑和?H?2?O?四部分組成。它是一個熱力學(xué)穩(wěn)定體系，其水核相當于一個“微型反應(yīng)器”，這個“微型反應(yīng)器”具有很大的界面，在其中可以增溶各種不同的化合物，是非常好的化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)。反膠團或微乳液的水核尺寸是由增溶水的量決定的，隨增水量的增加而增大。因此，在水核內(nèi)進行化學(xué)反應(yīng)制備超微顆粒時，由于反應(yīng)物被限制在水核內(nèi)，終得到的顆粒粒徑將受水核大小的控制。?反膠團或微乳液法制備納米?TiO?2?是利用?TBP?（磷酸三丁酯）為萃取劑，煤油作稀釋劑，在室溫下萃取金屬鈦離子，同時控制條件使其形成有機相的反膠團溶液，將該溶液在室溫下以氨水反萃，控制氨水用量和濃度，將得到的沉淀物洗滌干燥焙燒，即獲得納米?TiO?2?粉體。?反膠團或微乳液法可利用膠團大小來控制微粒尺寸，在納米粒子制備中具有潛在優(yōu)勢，但這種方法剛剛起步，有許多基礎(chǔ)研究要做，反膠團或微乳的種類、微觀結(jié)構(gòu)與顆粒制備的選擇性之間的規(guī)律尚需探索，更多的用于超微顆粒合成的新反膠團或微乳液體系需要尋找。