基于TiO?的光致親水性和自清潔特性,"光催化混凝土"成為綠建筑熱點。意大利Italcementi集團開發(fā)的TX Active?水泥,摻入3%-5% TiO?后,可分解NOx(降解率40%-70%),減少城市光化學(xué)煙霧。西班牙BCQ建筑事務(wù)所在巴塞羅那外墻使用TiO?涂層,使表面污染物(如汽車尾氣顆粒)在雨水沖刷下自動脫落,維護成本降低60%。此外,TiO?與相變材料(石蠟)復(fù)合的智能玻璃,可動態(tài)調(diào)節(jié)透光率與隔熱性,相比傳統(tǒng)Low-E玻璃節(jié)能15%-20%?;赥iO?的光致親水性和自清潔特性,"光催化混凝土"成為綠建筑熱點。意大利Italcementi集團開發(fā)的TX Active?水泥,摻入3%-5% TiO?后,可分解NOx(降解率40%-70%),減少城市光化學(xué)煙霧。西班牙BCQ建筑事務(wù)所在巴塞羅那外墻使用TiO?涂層,使表面污染物(如汽車尾氣顆粒)在雨水沖刷下自動脫落,維護成本降低60%。此外,TiO?與相變材料(石蠟)復(fù)合的智能玻璃,可動態(tài)調(diào)節(jié)透光率與隔熱性,相比傳統(tǒng)Low-E玻璃節(jié)能15%-20%。光催化降解廢水技術(shù)進入中試階段。R886鈦白粉
鈦白粉的光催化特性自1972年Fujishima發(fā)現(xiàn)其光解水現(xiàn)象后備受關(guān)注。在紫外光照射下,TiO?價帶電子躍遷至導(dǎo)帶,形成電子-空穴對,可分解水中有機污染物(如染料、農(nóng)藥)或還原重金屬離子(如Cr??→Cr3?)。例如,負載型TiO?納米顆??蓪⒓兹┙到鉃镃O?和H?O,降解率可達90%以上。為提高可見光利用率,研究者通過摻雜(氮、碳)或構(gòu)建異質(zhì)結(jié)(如TiO?/g-C?N?)縮小禁帶寬度。2016年,日本團隊開發(fā)的黑TiO?在近紅外區(qū)展現(xiàn)出光響應(yīng),拓展了其應(yīng)用場景。江蘇綠底鈦白粉用途鈦白粉納米管陣列在傳感器領(lǐng)域潛力突出。
在半導(dǎo)體器件方面,鈦白粉可作為半導(dǎo)體材料的一部分。它能夠參與構(gòu)建異質(zhì)結(jié),與其他半導(dǎo)體材料協(xié)同工作,調(diào)控電子的傳輸與分布,進而改善半導(dǎo)體器件的性能。例如,在一些型的傳感器中,利用鈦白粉對特定氣體、光線等具有敏感響應(yīng)的特性,將其制備成傳感元件。當(dāng)外界環(huán)境中的目標(biāo)物質(zhì)與鈦白粉接觸時,會引發(fā)其電學(xué)性能的變化,從而實現(xiàn)對環(huán)境參數(shù)的檢測,這在空氣質(zhì)量監(jiān)測、生物醫(yī)療檢測等電子設(shè)備應(yīng)用場景中意義重大。此外,鈦白粉在電子封裝材料中也有應(yīng)用,能提升材料的熱穩(wěn)定性和絕緣性能,保護內(nèi)部電子元件免受外界環(huán)境干擾,延長電子設(shè)備的使用壽命 。
對鈦白粉的研究一直是材料科學(xué)領(lǐng)域的熱點??蒲腥藛T不斷探索的制備方法和改性手段,以拓展鈦白粉的性能和應(yīng)用范圍。在制備方法上,從傳統(tǒng)的溶膠 - 凝膠法、氣相沉積法,到興的水熱合成法、微波輔助合成法等,每種方法都有其獨特的優(yōu)勢,能夠制備出不同粒徑、晶型和表面性質(zhì)的鈦白粉材料。在改性方面,通過與其他材料復(fù)合,如與碳納米管、石墨烯等復(fù)合,可以提高鈦白粉的電子傳輸性能和光催化活性。此外,對鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)進行調(diào)控,改變其晶相組成,也能影響其性能。這些研究成果不推動了鈦白粉基礎(chǔ)理論的發(fā)展,更為其在各個領(lǐng)域的實際應(yīng)用提供了更多的可能性,有望在未來進一步改善人們的生活質(zhì)量,解決能源、環(huán)境等諸多方面的難題。橡膠制品摻入鈦白粉延長戶外使用壽命。
納米鈦白粉(粒徑20-50nm)作為造紙濕部助劑,可提升紙品性能:①其正電性(Zeta電位+35mV)與纖維負電荷結(jié)合,提高助留率(從78%提升至92%);②比表面積達200m2/g,吸附溶解性膠體物質(zhì)(DCS),降低白水污染負荷(COD減少40%);③在脫墨工藝中,通過靜電作用捕獲廢紙漿中0.5-10μm油墨粒子,浮選效率提升30%。日本開發(fā)的TiO?功能紙,光催化降解甲醛效率達85%,適用于室內(nèi)裝飾;國內(nèi)企業(yè)將納米TiO?與硅藻土復(fù)合,生產(chǎn)保鮮包裝紙,對大腸桿菌抑菌率>99%工業(yè)廢氣處理系統(tǒng)集成鈦白粉催化組件。R886鈦白粉
工業(yè)催化劑載體常選用多孔鈦白粉材料。R886鈦白粉
鈦白粉在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用十分且意義重大。在污水處理方面,它發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其具有的光催化特性,在紫外線照射下,能產(chǎn)生具有強氧化性的自由基。這些自由基可以將污水中的有機污染物分解為二氧化碳和水等無害物質(zhì),實現(xiàn)對污水的凈化。比如在一些工業(yè)廢水處理廠,通過在反應(yīng)池中添加含有鈦白粉的催化劑,能有效去除廢水中的重金屬離子和有機毒物,降低了廢水對環(huán)境的危害。同時,在空氣凈化方面,鈦白粉也大顯身手。將其負載在建筑材料表面,如墻面涂料、玻璃等,能持續(xù)分解空氣中的有害氣體,像甲醛、苯等揮發(fā)性有機物。在陽光的照射下,鈦白粉不斷催化反應(yīng),讓室內(nèi)外空氣得到凈化,為人們營造更健康的生活環(huán)境。R886鈦白粉