纳米二氧化钛(光触媒)PPT课件.ppt

纳米二氧化钛 光触媒 胡伟康北京化工大学 1 纳米二氧化钛简介 纳米二氧化钛 光触媒 是一种利用光源做催化反应把有机污染物和细菌分解成无污染的水和二氧化碳的新型材料 具有安全 无毒 长效等特点 近年来 纳米二氧化钛在环保 健康等方面的应用得到迅速发展 2 纳米二氧化钛降解污染物示意图 3 纳米二氧化钛的特点 1 光催化特性 受光时生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和氢氧自由基 攻击有机污染物和细菌 达到降解的作用 2 表面超双亲性 纳米TiO2经紫外光照射后 其表面具有水油两亲合性 属 超双亲性界面材料 3 可使其表面具有防雪 防水滴 防污等特性 4 紫外吸收特性5 颜色效应6 增强 增韧效果 4 纳米TiO2 喷液 皮革 功能纺织品 塑料母粒 涂料 纳米二氧化钛的应用领域 纳米TiO2的功能 抗菌防霉 净化 抗病毒 自清洁等 空气净化机 农产品保鲜 5 纳米二氧化钛的国内外技术现状 气相法 成本高 晶型转化不完全 粒径分布比较宽 液相法 操作弹性小 对原料纯度要求苛刻 纳米TiO2颗粒易团聚而且光催化效果严格受到光源的限制 硫酸法 污染严重 产品为低档次的锐钛矿型 气相氯化法 攻克高温结疤的技术目前还不够成熟 6 纳米二氧化钛存在的主要问题 光催化效应严格受紫外光光源限制 无表面纳米层包覆的锐钛矿型纳米TiO2光催化剂有明显的光化学活性缺陷 对基体材料具有破坏作用 纳米二氧化钛粉体分散不稳定 7 北京化工大学纳米二氧化钛的研究应用推广情况 8 纳米二氧化钛制备技术 新型氯化法 以四氯化钛 TiCl4 为主要生产原料 氨水 醇类化合物 盐酸等为主要反应助剂 主要生产工艺包括溶胶 凝胶 过滤洗涤 真空干燥 高温煅烧 表面无机和有机包覆处理等集成技术 9 新型氯化法生产工艺流程图 10 2020 1 8 11 抽检单位 北京市海淀区产品质量监督检验所 纳米TiO2的等效直径分布图 12 达到纳米级的分散性 具有很高的光化学稳定性和化学稳定性 改变半导体的宽禁带结构 赋予亚能级和阶梯能级的组合 显著增强光催化作用 使光催化净化不受光源的限制 用于复合材料基本消除对基体的破坏 纳米二氧化钛的特点 13 解决的问题 通过氯化法工艺控制手段的创新 解决煅烧过程中结疤团聚的问题 通过亚稳态及 微反应器 设计 控制纳米粉体晶粒 晶型等性状 通过表面包覆 半导体杂化 解决纳米TiO2光催化作用受紫外光源限制和光活性粉化材料等的问题 实现纳米TiO2生产工业化 开发出成熟的纳米TiO2应用技术 14 纳米TiO2应用到复合材料中 进行了大量的探索 反复寻找TiO2表面基团与复合材料及其中添加剂基团的匹配性 分析完善分散处理技术 然后再以复合材料光催化功能 强度 抗老化性能等综合性能优化为准则 研制出具有光催化功能的涂料 皮革 塑料 橡胶 无纺布等应用产品 纳米TiO2应用技术 15 环保健康涂料 环保健康涂料不仅可以起到抗菌防霉 净化室内空气的作用 同时还可以在接触空气和水的运动过程中释放大量负离子 真正起到清新空气的功效 16 光触媒喷液 光触媒喷液喷涂在汽车内部 室内墙壁 家具及皮革表面可以解决装修污染 抗菌除臭 净化空气 17 添加纳米TiO2后制得的聚氨脂合成革防霉效果由原来2级提高到0级 所以纳米TiO2复合PU能防止聚氨脂合成革早期霉变 龟裂的发生 起到提高皮革使用质量