高纯纳米二氧化钛的应用

2024-10-21
九朋新材料
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纳米二氧化钛(CY-T30),亦称纳米钛白粉。从尺寸大小米说,通常产生物理化学性质灵著变化的细小微粒的尺寸在100纳米以下,其外观为白色疏松粉末。纳米氧化钛(CY-TA30)分为金红石型和锐钛型纳米氧化钛(CY-TA30),纳米氧化钛(CY-T200)具有抗紫外线、抗菌、白洁净、抗老化功效,可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。其中纳米氧化钛(CY-T200)在涂料中应用广泛。

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一、纳米氧化钛的性质

纳米二氧化钛(CY-T30)主要有两种结晶形态:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)。金红石型二氧化钛(CY-T30)比锐钛型二氧化钛(CY-TA30)稳定而致密,有较高的硬度、密度、介电常数及折射率,其遮盖力和着色力也较高。而锐钛型二氧化钛(CY-TA30)在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛(CY-T30)高,带蓝色色调,并且对紫外线的吸收能力比金红石型低,光催化活性比金红石型高。在一定条件下,锐钛型二氧化钛(CY-TA30)可转化为金红石型二氧化钛(CY-T30)。

二、纳米氧化钛的应用

1. 光催化领域

1)光矿化废水处理

TiO2CY05)受到紫外光照射时(<385nm,价带的电子跃迁至导带,形成的光生电子及和空穴迁移到表面不同的位置参与氧化还原反应,例如,水分子通常被吸附至二氧化钛(CY05)表面,经氧化生成羟基自由基;同时,氧气被还原生成超氧阴离子,还可进一步还原成过氧化阴离子。这些阴离子具有中度氧化能力,所有这些氧化物几乎能氧化绝大部分的有机化合物及无机污染物,将其矿化为无机小分子、二氧化碳和水。因此,二氧化钛(CY05)可用于污水处理、除臭、自清洁等方面。

2)杀菌

上述过程中产生的高氧化性羟基自由基能有效破坏细菌的细胞壁和病毒的蛋白质,因此气相二氧化钛(CY05)能有效抑制液体表面和液体中的细菌、病毒等各种微生物的滋生,还可用于表面涂层,防止藻类滋生引起变色。

3诱导超亲水性

涂有TiO2薄膜的表面在紫外光的照射下会生成空穴,继而发生上述羟基化反应,表面会因此变得极具亲水性,因此表面尘垢极易被冲掉。

2.电池领域

1纳米二氧化钛CY-T30D)掺杂后电化学性能均明显优于未掺杂样品的性能。这归于在LiCoO2表面掺杂电化学性能相对稳定的纳米二氧化钛CY-T30D),一方面降低了LiCoO2表面氧的活性,减少了其与电解液的接触面积,抑制了LiCoO2中Co在电解液中的溶解;另一方面,少量氧化物在钴酸锂表面可能以疏松状存在,降低了粒子间应力及循环过程中所造成的结构和体积的微小应变.

2纳米二氧化钛CY-T30D)掺杂后,LiCoO2的容量和放电平台均有所提高且从其微分曲线可以明显看出,未掺杂的样品峰形宽而低,而掺杂后的曲线均往高电压区域移动且峰形变得细且尖锐.这更直观地说明纳米氧化钛CY-T30D)掺杂降低了LiCoO2在充放电过程中的极化,使材料具有更高的放电电压及更平稳的放电平台.。

3减小电池在循环过程中的电阻掺杂后的材料在首次循环中的电阻均比未掺杂的LiCoO2要大;但是10次循环之后,掺杂材料的膜阻抗和电荷传递阻抗都比未掺杂的LiCoO2要小很多。这说明纳米二氧化钛CY-T30D)掺杂有效抑制了LiCoO2在充放电循环过程中的电化学阻抗的增加,有利于提高材料的电化学性能。

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3.涂料领域

1利用纳米级钛白粉具有紫外线屏蔽的功能,将其制成防紫外线涂料,应用于需要紫外线屏蔽的场所。同时可以制成耐候性优异的建筑外墙涂料和提高汽车涂料的耐老化性。特别是金红石型纳米级钛白粉,在汽车面漆中,它还可以起到效应颜料的作用,若与云母珠光颜料(或铅粉颜料)以1:1或2:1拼用时,会生产十分迷人的富有变幻的精美的双色光效应,即随角异色效应。

(2)由于纳米级钛白粉具有高活性的巨大表面积,与成膜物和溶剂形成强大的相互作用,可极大地改进涂料的流变性,将其用于建筑涂料,可以提高涂层的附着力,防止涂料流挂。

(3)由于纳米级钛白粉与树脂之间形成强大的界面结合力,因而可以提高涂层的强度、硬度、耐磨性和耐刮伤性等。

4由于纳米级钛白粉是具有半导体性质的粒子,将其加入到树脂中,并涂覆到家用电器上形成涂层,有很好的静电屏蔽性能。

5由于纳米级锐钛型钛自粉具有光催化特性和亲水性,因而在玻璃、镜面、瓷砖、铝合金等建材表面涂以纳米级钛白粉涂层,可以使这些材料的表面经光照后,具有防尘、防污垢沉积、易洗、易干等“自洁”功能,并且具有很强的氧化还原能力,以及净化空气、除臭等功能,可制成抗菌、防霉内墙涂料。

6利用纳米级钛白粉的光催化特性可以制得光催化净化大气的环保涂料,将这种涂料涂覆在高速公路、桥梁、建筑物、广告牌、内外墙等的表面上,在太阳光和室内自然光的作用下,可将大气中的NO催化转化为硝酸。并且该涂料在催化活性降低后,只要用水冲洗,即可恢复催化活性。它在消除室内外大气和工厂中的NO等污染物方面和消除化石燃料(石油和天然气)及柴油引擎的催化转化器中产生的硫化物方面,具有潜在的应用前景。

4.纺织领域

为了改善淀粉的上浆性能,减少PVA浆料的用量,可在淀粉浆液中加入纳米氧化钛CY-T25F)能显著改善淀粉浆膜表面和断裂截面以及浆纱表面的平滑性和均匀性,其和淀粉之间存在较强的氢键作用。此产品能在某些纯棉织物的经纱上浆中全部取代PVA浆料,在涤、棉织物的经纱上浆中部分取代PVA浆料。不会与淀粉发生化学反应,对淀粉浆液的黏度和黏度热稳定性基本无影响,能在一定程度上提高变性淀粉浆液对纯棉和涤/棉粗纱的粘附力,对淀粉的浆膜性能也有一定程度的改善。

5.化妆品领域

纳米二氧化钛(CY-T02H)由于粒径小,活性大,既能反射、散射紫外线,又能吸收紫外线,从而对紫外线有更强的阻隔能力。纳米二氧化钛(CY-T02H)的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒,防晒能力较弱;随着粒径的减小,光线能透过纳米二氧化钛(CY-T02H)的粒子面,对长波区紫外线的反射、散射性不明显,而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线,主要吸收中波区紫外线。

纳米二氧化钛(CY-T02H)由于其颗粒较细,制成品透明度高,能透过可见光,加入化妆品使用时皮肤白度自然,克服了有的有机物或颜料级二氧化钛(CY-T02H)不透明,使皮肤呈现不自然的苍白色的缺点

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6.玻璃

1影响玻璃的光学性能

氧化钛CY-T30)作为一种光学增白剂,能够有效提高玻璃的透明度和白度,并且还能调节玻璃的折射率,使得其对光的折射能力更强。此外,氧化钛CY-T30)还能够吸收紫外线,并且对可见光透过性产生影响,这使得氧化钛CY-T30)添加后的玻璃可以在可见光和紫外线波段分别具有更好的性能,从而在一些特定领域有着广泛应用。

2影响玻璃的力学性能

氧化钛CY-T30)还能够改善玻璃的力学性能,尤其是提高玻璃的强度和韧性。由于氧化钛CY-T30)的添加会使得玻璃的熔化温度升高,并且抑制氢氧离子的扩散,从而使得玻璃的密度增大、晶粒细化,导致玻璃的强度和韧性有所提高。同时,氧化钛CY-T30)也能够降低玻璃的热膨胀系数,从而使得玻璃的稳定性和耐温性更好。

3影响玻璃的化学稳定性

氧化钛CY-T30)还能够提高玻璃的抗水解性和耐刻蚀性,从而使得玻璃更加耐用和稳定。由于氧化钛CY-T30)的加入,使得玻璃表面形成一层致密的TiO2膜,该膜具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性,能够防止玻璃表面受腐蚀和划伤,从而提高玻璃的耐用性和美观度。

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九朋新材料始终秉承“科技引领,质量为本”的经营理念,致力于为客户提供优质的纳米氧化物系列产品,以满足不同领域对纳米材料的需求。公司现有 纳米氧化锌,纳米氧化铝,纳米氧化硅,纳米氧化铈,纳米氧化钛,纳米氧化锆,纳米分散液等各类产品,年产量4000吨以上。可以根据企业不同要求,合作开发新材料。联系电话13235718865 沈经理。

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