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摘 要：为了进一步探究TiO2的光催化特性，文中首先对TiO2光催化活性及其光催化的影响因素，接着重点探讨了基于溶胶法制备的纳米TiO2的应用，包括卫生保健、防结雾和自清洁涂层、防晒油、化妆品以及塑料等的应用。
关键词：光催化 溶胶法 活性 自清洁
光催化反应是光和物质之间相互作用的多种方式之一，是光反应和催化反应的融合，是光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。纳米TiO2是一种新型的无机金属氧化物材料，它是一种N型半导体材料，由于具有较大的比表面积和合适的禁带宽度，因此具有光催化氧化降解一些化合物的能力，纳米TiO2具有优异的光催化活性，并且价格便宜，无毒无害等优点因此被广泛的应用。
一、TiO2光催化活性
1.TiO2光催化材料特性
TiO2光催化材料的特性：原料来源丰富，廉价。但光致电子和空穴的分离转移速度慢，复合率高，导致光催化量子效率低；光催化活性高（吸收紫外光性能强；禁带和导带之间能隙大；光生电子的还原性和空穴的氧化性强）。只能用紫外光活化，太阳光利用率低；化学性质稳定（耐酸碱和化学腐蚀），无毒。但粉末状TiO2在使用的过程中存在分离回收困难等问题。
2.TiO2光催化活性的光催化的影响因素
光催化活性的光催化的影响因素主要如下：
TiO2晶体结构的影响——在 TiO2的三种晶型锐钛矿、金红石和板钛矿中，锐钛矿表现出较高的活性，这是由于锐钛矿较高的禁带宽度使其电子空穴对具有更正或更负的电位，因而具有较高的氧化能力，锐钛矿表面吸附H2O，O2及OH-的能力较强，导致光催化活性较高，在结晶过程中锐钛矿晶粒通常具有较小的尺寸及较大的比表面积，对光催反应有利。
TiO2表面结构的影响——光催化过程主要在催化剂表面发生，对于单纯的TiO2光催化剂，影响其光催化剂，影响其光催化活性的表面性质如下：表面积，尤其是充分接受光照的表面积；表面对光子的吸收能力；表面对光生电子和空穴捕获并使其有效分离的能力；电荷在表面向底物转移的能力。
催化剂颗粒直径的影响——催化剂粒子的粒径越小，单位质量的粒子数越多，比表面积越大，催化活性越高；但比表面积的增大，意味着复合中心的增多，如果当复合反应起主导作用的时候，粒径的减小会导致活性的降低。
温度的影响——当氧的分压较高（如PO2=101325Pa），底物S的浓度较低时，温度对催化剂表面氧的吸附数量影响不大，温度效应取决于温度对有机物氧化速率的影响；当氧的分压较低（如PO2 ≤5066.25Pa），底物S的浓度较高（大于10-3mol/dm-3）时。温度效应取决于温度对有机底物和氧吸附性能的影响。
目前的TiO2光催化剂存在两个问题：量子效率低 ；太阳能利用率低。解决方法：贵金属沉积、复合半导体、离子掺杂修饰、表面光敏化、表面还原处理、表面鳌合及衍生作用、超强酸化。
二、TiO2的应用
研究表明采用溶胶凝胶法制备的纳米TiO2具有粒径小，分布窄，晶型为锐钛矿型，纯度高，热稳定性好，产率较高等优点，是一种非常具有发展潜力的合成方法。是有可能应用于工业生产的合成纳米材料的方法。
1.卫生保健方面的应用
可以用与生活用水的杀菌消毒；负载TiO2光催化剂的玻璃，陶瓷等是医院、宾馆、家庭等各种卫生设施抗菌除臭的理想材料。 TiO2光催化剂杀菌具有如下特点：抗菌与杀菌迅速，杀菌能力强；同时具有抗菌和杀菌效应；彻底的 杀灭性；具有防霉效应；适用性和稳定性；多功能性；需要光的照射。
2.防结雾和自清洁涂层方面的应用
在紫外光照射下，水在氧化钛薄膜上完全浸润。因此，在浴室镜面、汽车玻璃及后视镜等表面涂覆一层氧化钛可以起到防结雾的作用。在窗玻璃、建筑物的外墙砖、高速公路的护栏、路灯等表面涂覆一层氧化钛薄膜，利用氧化钛在太阳光照射下产生的的强氧化能力和超亲水性，可以实现表面自清洁。
3.防晒油、化妆品的应用
太阳光包含光的各种波长，有可见光、红外光、和紫外光。对人体伤害的是紫外光， 300～400nm之间。所以在防晒油、化妆品中加入纳米TiO2，一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高，达到保护皮肤的目的。颗粒不能太大或太小，一般40 nm， 太大起不到吸收作用，太小会堵塞毛孔，影响健康。
4.纳米TiO2在塑料中的应用
纳米TiO2对塑料不仅起补强作用，而且具有许多新的特性。利用它透光、粒度小，可使塑料变得更致密，可使塑料薄膜的透明度、强度和韧性、防水性能大大提高。在有机玻璃生产时加入表机经修饰的纳米TiO2可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；在有机玻璃中添加纳米TiO2既不影响透明度又提高了高温冲击韧性。
参考文献
[1]张浩，朱庆明. 工业废水处理中纳米TiO2光催化技术的应用[J]. 工业水处理，2011，（05）：17-20.
[2]齐增禄，冉维. 纳米TIO2光催化技术在水处理方面的研究和应用进展[J]. 辽宁化工，2012，（04）：351-355.
[3]马骁轩. TiO_2光催化技术降解废水有机物的研究[J]. 安徽农业科学，2009，（08）：3739-3742.
[4]张训江，王三反，杨庆. TiO2半导体光催化技术研究进展[J]. 甘肃科技，2009，（14）：68-70+126.
[5]盛国栋，李家星，王所伟，王祥科. 提高TiO2可见光催化性能的改性方法[J]. 化学进展，2009，（12）：2492-2504.
关键词：光催化 溶胶法 活性 自清洁
光催化反应是光和物质之间相互作用的多种方式之一，是光反应和催化反应的融合，是光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。纳米TiO2是一种新型的无机金属氧化物材料，它是一种N型半导体材料，由于具有较大的比表面积和合适的禁带宽度，因此具有光催化氧化降解一些化合物的能力，纳米TiO2具有优异的光催化活性，并且价格便宜，无毒无害等优点因此被广泛的应用。
一、TiO2光催化活性
1.TiO2光催化材料特性
TiO2光催化材料的特性：原料来源丰富，廉价。但光致电子和空穴的分离转移速度慢，复合率高，导致光催化量子效率低；光催化活性高（吸收紫外光性能强；禁带和导带之间能隙大；光生电子的还原性和空穴的氧化性强）。只能用紫外光活化，太阳光利用率低；化学性质稳定（耐酸碱和化学腐蚀），无毒。但粉末状TiO2在使用的过程中存在分离回收困难等问题。
2.TiO2光催化活性的光催化的影响因素
光催化活性的光催化的影响因素主要如下：
TiO2晶体结构的影响——在 TiO2的三种晶型锐钛矿、金红石和板钛矿中，锐钛矿表现出较高的活性，这是由于锐钛矿较高的禁带宽度使其电子空穴对具有更正或更负的电位，因而具有较高的氧化能力，锐钛矿表面吸附H2O，O2及OH-的能力较强，导致光催化活性较高，在结晶过程中锐钛矿晶粒通常具有较小的尺寸及较大的比表面积，对光催反应有利。
TiO2表面结构的影响——光催化过程主要在催化剂表面发生，对于单纯的TiO2光催化剂，影响其光催化剂，影响其光催化活性的表面性质如下：表面积，尤其是充分接受光照的表面积；表面对光子的吸收能力；表面对光生电子和空穴捕获并使其有效分离的能力；电荷在表面向底物转移的能力。
催化剂颗粒直径的影响——催化剂粒子的粒径越小，单位质量的粒子数越多，比表面积越大，催化活性越高；但比表面积的增大，意味着复合中心的增多，如果当复合反应起主导作用的时候，粒径的减小会导致活性的降低。
温度的影响——当氧的分压较高（如PO2=101325Pa），底物S的浓度较低时，温度对催化剂表面氧的吸附数量影响不大，温度效应取决于温度对有机物氧化速率的影响；当氧的分压较低（如PO2 ≤5066.25Pa），底物S的浓度较高（大于10-3mol/dm-3）时。温度效应取决于温度对有机底物和氧吸附性能的影响。
目前的TiO2光催化剂存在两个问题：量子效率低 ；太阳能利用率低。解决方法：贵金属沉积、复合半导体、离子掺杂修饰、表面光敏化、表面还原处理、表面鳌合及衍生作用、超强酸化。
二、TiO2的应用
研究表明采用溶胶凝胶法制备的纳米TiO2具有粒径小，分布窄，晶型为锐钛矿型，纯度高，热稳定性好，产率较高等优点，是一种非常具有发展潜力的合成方法。是有可能应用于工业生产的合成纳米材料的方法。
1.卫生保健方面的应用
可以用与生活用水的杀菌消毒；负载TiO2光催化剂的玻璃，陶瓷等是医院、宾馆、家庭等各种卫生设施抗菌除臭的理想材料。 TiO2光催化剂杀菌具有如下特点：抗菌与杀菌迅速，杀菌能力强；同时具有抗菌和杀菌效应；彻底的 杀灭性；具有防霉效应；适用性和稳定性；多功能性；需要光的照射。
2.防结雾和自清洁涂层方面的应用
在紫外光照射下，水在氧化钛薄膜上完全浸润。因此，在浴室镜面、汽车玻璃及后视镜等表面涂覆一层氧化钛可以起到防结雾的作用。在窗玻璃、建筑物的外墙砖、高速公路的护栏、路灯等表面涂覆一层氧化钛薄膜，利用氧化钛在太阳光照射下产生的的强氧化能力和超亲水性，可以实现表面自清洁。
3.防晒油、化妆品的应用
太阳光包含光的各种波长，有可见光、红外光、和紫外光。对人体伤害的是紫外光， 300～400nm之间。所以在防晒油、化妆品中加入纳米TiO2，一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高，达到保护皮肤的目的。颗粒不能太大或太小，一般40 nm， 太大起不到吸收作用，太小会堵塞毛孔，影响健康。
4.纳米TiO2在塑料中的应用
纳米TiO2对塑料不仅起补强作用，而且具有许多新的特性。利用它透光、粒度小，可使塑料变得更致密，可使塑料薄膜的透明度、强度和韧性、防水性能大大提高。在有机玻璃生产时加入表机经修饰的纳米TiO2可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；在有机玻璃中添加纳米TiO2既不影响透明度又提高了高温冲击韧性。
参考文献
[1]张浩，朱庆明. 工业废水处理中纳米TiO2光催化技术的应用[J]. 工业水处理，2011，（05）：17-20.
[2]齐增禄，冉维. 纳米TIO2光催化技术在水处理方面的研究和应用进展[J]. 辽宁化工，2012，（04）：351-355.
[3]马骁轩. TiO_2光催化技术降解废水有机物的研究[J]. 安徽农业科学，2009，（08）：3739-3742.
[4]张训江，王三反，杨庆. TiO2半导体光催化技术研究进展[J]. 甘肃科技，2009，（14）：68-70+126.
[5]盛国栋，李家星，王所伟，王祥科. 提高TiO2可见光催化性能的改性方法[J]. 化学进展，2009，（12）：2492-2504.