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纳米TiO2光催化自洁技术研究进展 摘 要：综述了纳米TiO2光催化自洁原理、纳米TiO2制备方法及改性方法，同时也介绍纳米TiO2光催化自洁技术的研究现状和发展趋势。 关键词：纳米二氧化钛；光催化；自洁 Nanometer TiO2 Photocatalytic self-cleaning technology is reviewed Abstract: Nanometer TiO2 photocatalytic self-cleaning are reviewed in this paper, nanometer TiO2 preparation methods and modification methods, and also introduced the research status of nanometer TiO2 photocatalytic self-cleaning technology and its development trend. Key words: Nanometer titanium dioxide; Photocatalytic; Self-cleaning 目 录 摘要...................................................................1 1 引言.................................................................2 2 纳米TiO2光催化的自洁原理3 纳米TiO2的制备方法3.1 溶胶－凝胶制备法3.2 水解-沉淀法水解-沉淀法制备TiO23.5 回流胶溶液相成膜法4 纳米TiO2的改性方法4.1 硅烷偶联剂改性法 4.2 掺杂Fe3+ 改性法 4.3 非金属元素的取代改性法............................................5 4.4 ZnFe2O4-TiO2复合结构改性法 4.5 TiO2/WO3双层结构改性法 4.6 TiO2/SiO2复合改性法 5 纳米TiO2光催化的发展现状 6 纳米TiO2光催化的发展趋势 参考文献...............................................................7 1 引言 随着人类社会的发展，环境污染问题受到人们越来越多的关注，如何消除或减少工业生产对环境造成的污染已成为一个全球性的问题[1]。自1972年日本科学家Fu等[2]在n型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用以来，将TiO2作为光催化剂用于解决环境污染问题的研究引起了化学、物理材料等领域研究者的兴趣，光催化消除和降解污染物也成为最活跃的研究领域之一。TiO2能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光，在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化，从空气中清除这些污染物。该项技术具有能耗低、易操作、除净度高等特点，尤其对一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去污效果，而且没有二次污染等，成为多相光催化领域的研究热点，具有广泛的应用前景[3]。 2 纳米TiO2光催化的自洁原理 研究发现[4]，在日光或日光灯的照射下，TiO2光催化剂吸收紫外光，产生活性基团。这些基团可以使玻璃表面的少量有机物、微生物分解成二氧化碳和水等无机物。同时纳米TiO2薄膜经紫外光照射后有很强的亲水性，经雨水或水冲洗后，可使灰尘和油污自动从玻璃表面剥离，从而达到自清洁的效果[5]。由于纳米TiO2薄膜的亲水性，自洁玻璃还具有防雾、防水滴的功能、抵挡近红外光、防止热辐射，达到节能保暖的功能[6]。其反应方程式为： 2TiO2＋hv→ （TiO2）h+＋（TiO2）e－ O2＋e－→·O－ H2O+h+→·OH＋H+ ·O2- ＋H+→·OOH ·OH（·OHH）＋污染物→ 降解产物 式中e-与h+ 分别代表晶体表面产生的电子及空穴，它们与水及氧反应的产物是·O2-及反应活性很高的·OOH 或·OH。由于生成的自由基具有很强的氧化、分解能力，可破坏有机物中的化学键，具有高效的分解有机物的能力，可用于杀菌、除臭、防霉及消毒，比常用的氯气、次氯酸等具有更大效力[7]。 3 纳米TiO2的制备方法 3.1 溶胶－凝胶制备法 溶胶－凝胶法是上世纪80年代以来新兴的一种制备材料的湿化学方法，这种方法能够通过低温化学手电剪裁和控制材料的显微结构，因此在材料合成领域具有极大的应用价值。纳米TiO2的合成的主要步骤是：首先，钛醇盐Ti(OR)4(R=C2H5,C3H7,C4H9)溶于醇（乙醇、丙醇、丁醇等）中形成均相溶液，然后滴加水使钛醇盐与水发生水解反应